基本原理演繹 二維平面中 如右圖1所示,在同一平面中(既同一二維平面),設AB兩點除了兩點間直線線段之外,其他線長度都比直線長,即是兩點之間,線段距離最短!但是,問題走出二維平面(二維空間),在三維空間中,其實可以出更短的距離,既是把紙對摺,使AB點重合,這個距離不是比剛在的在二維空間中的直線距離更短嗎?(如右圖2)原理拓展深究。
右圖1 右圖2 剛才說到的A、B兩點是一二維平面上的,要怎么把它們擴展到三維平面中?
根據現今
弦理論 的發展,史蒂芬·霍金在著作《
時間簡史 》、《
果殼中的宇宙 》中均討論了超空間跳躍的可能性,提出了“弦理論”進行空間跳躍的構想,認為運用巨大的能量場(如重力場或強磁場),就可以製作出一個能量巨大的“
弦 ”,使在其範圍內的物體(太空船、太空梭)瞬間進入與三維空間完全不同的多維空間,由於在超空間跳躍中不存在所謂的時間,所以可以進行極高速星際航行,理論上可以實現超空間跳躍航行。同時,他一方面認為蟲洞極難發現且被人類利用,另一方面也認為通過蟲洞進行空間跳躍並非空談。
什麼是弦 弦是一門
理論物理學 上的學說。
弦理論 里的物理模型認為組成所有物質的最基本單位是一小段“能量弦線”,大至星際銀河,小至電子,
質子 ,
夸克 一類的基本粒子都是由占有一度空間(只有長度,沒有寬度的線)的“能量線”所組成。中文的翻譯上,一般是譯作“弦”。
較早時期所建立的粒子學說則是認為所有物質是由只占零維空間的“點”狀粒子所組成,也是現今廣為接受的物理模型,也很成功的解釋和預測相當多的物理現象和問題,但是此理論所根據的“粒子模型”卻遇到一些無法解釋的問題。比較起來,“
弦理論 ”的基礎是“波動模型”,因此能夠避開前一種理論所遇到的問題。更深的弦理論學說不只是描述“弦”狀物體,還包含了點狀、薄膜狀物體,更高維度的空間,甚至平行宇宙。
這一點在高中物理光的
波粒二象性 章節中有描述,波粒二象性即指光同時擁有電磁波和粒子特性。所謂光子,就是描述光線粒子特性的稱呼;至於波性質一般用電磁波來代替(類似於手機信號,並且擁有手機信號一樣的性質)。
弦與空間維度 二維空間和三維空間的不同之處在於三維世界除了具備二維世界的長度和寬度以外,還具有高度(也就是三維坐標 x ,y ,z,而平面只有x,y ),如果二維世界是一個正方形,那三維就是一個正方體。所以無數的弦堆疊成了三維空間,但是弦的厚度是趨於無限小的,是不可測量的,弦的層數是趨於無窮大的也是不可測量的,同理,這個模型,可以同時套用在x軸,y軸,和z軸,就構成了我們的空間。
擴展三維空間 點動成線,線動成面,面動成體,這裡使用了微積分數學模型,使用趨向定義,點空間,趨向無窮小(但絕不是0),線空間,趨向無窮長(但絕不是+∞)。(
一維空間 是“只由一條線內的點所組成的
空間 ,它只有長度,沒有寬度和高度,只能向兩邊無限延展。一維實際是指的是一條線,在理解上即為左-右一個方向。也可理解為點動成線,指沒有面積與體積的物體”。與本段內容中“一維空間是一個無限小的點”相悖,建議將其改成“零維空間”,附上中文百科“零維空間”的說明:“零維空間是一個沒有
維度 的
空間 ,它是不需要任何數據可從此找出來的空間,故此表示只有一個點”。)
(
零維空間 沒有維度,故表示為一個奇點;
一維空間 是條線,可理解為“點動成線”;二維空間是個平面,可理解為“線動成面”;三維空間是一個立體,可理解為“面動成體”;四維時空是在原有三維空間的基礎上增添了“時間”的概念。)“時間”並不算在維度裡面,任何一個維度都有時間的概念。這個“四維就是三維加上時間”的概念是最常見也是幾乎所有人都潛意識認可的,但它是錯的。
一維升級二維 一維空間就是一個點,假設它動了,它移動過的軌跡在紙上就是一條線,然後再一直移動,它是一條彎彎曲曲的,或直或彎!然後又移動到了它曾經移動過的軌跡,這就形成了交叉點!然後移動軌跡越來越多,密密麻麻!最後占滿了整個紙張!那這個紙張向四面八方無限伸張以後就是一個假想的二維平面!
你說它最後會形成一個圓形還是正方形呢
新的問題又來了,一維空間的那個點之所以會移動到以前的那個位置形成交叉點,是因為它在二維空間上移動了(實際也可以直接在三維空間移動到交叉點,三維包含著二維),在自己的那個維度卻沒法出現這樣的情況,所以要形成這個交叉點,必須在高於自己的維度上形成才行,所以二維上的AB兩點要對摺起來形成超越直線的最短的距離,必須要在三維的空間上或者更高維度上才能對摺的!
多維空間 一維空間的那個點在二維空間上移動了那么久又回到自己的位置!那它等於沒動,一個點位置與自己剛開始移動的位置重合,距離最短時,需要引入二維空間!接著,二維平面的兩個點在三維空間對摺,使點重合,與一維空間的那個點最後移動到原先自己位置道理一樣,等於位置也沒動,兩點重合,距離最短時,引入了三維空間!那三維空間要使兩個點重合,距離最短,是不是要建立在四維或者更高維度上呢?
猜想可行驗證艱難
根據以上內容,實現兩點間真正意義上的最短距離,都要在兩點所基於的空間維度上引入更高維度來實現,,而實現這個技術目標,都離不開“弦”理論的研究發展,但是在未獲實驗證實之前,
弦理論 是屬於哲學的範疇,不能完全算是物理學。無法獲得實驗證明的原因之一是基於當今的技術研究,尚沒有人能對弦理論有足夠的了解而做出正確的預測,另一個則是高速粒子加速器還不夠強大。
科學家們使用現有的和正在籌備中的新一代的高速粒子加速器試圖尋找超弦理論里主要的
超對稱 性學說所預測的超粒子。但是就算是超粒子真的找到了,這仍不能算是可以證實弦理論的強力證據,因為那也只是找到一個本來就存在於這個宇宙的粒子而已,不過這至少表示研究方向是正確的。
要怎么才能製作一個能量巨大的"弦"
超光速加速技術
將飛船引擎的輸出功率增強到峰值,將飛船速度從
亞光速 推進到光速。對短途航行來說這很有用,但是對於星系間航行效果並不理想。
我們應該給出怎樣的答案呢?我們在
量子電動力學 領域的最新研究里發現了它。通過創造一個真空世界,那是一個在太空中發現的、完全沒有任何能量的絕對真空世界,然後將它膨脹直到可以籠罩一艘飛船,通過這個絕對真空泡飛船就能夠以
超光速 飛行。一個絕對真空泡里沒有任何摩擦力——因為反摩擦的緣故,所以物體(包括光)在其中的實際速度比在完全真空中快得多。
驅動器
驅動器通過在兩個極盤間重複“壓縮”真空來創造一個絕對真空,排除其中所有的能量
中子 和夸克(理論上一種比
原子 更小的
基本粒子 )。然後產生了一個固定的雷射場保存不斷增長的絕對真空泡,一直到它包容了整個飛船為止。經過上述步驟後,飛船就可以達到超光速。儘管最初的跳躍試驗著實讓人歡欣鼓舞,但是關於航行的問題也應運而生。一旦飛船達到了
超光速 ,它對這個世界幾乎就沒有作用和反作用,例如通訊和目標掃描就很難進行。人們嘗試了大量的試驗,諸如壓縮空間無線電,但是都沒有成功。
猜想的宇宙弦 "弦"理論定義,弦的長度為10^-34米,每秒鐘振動10^42次,振動速度達到
光速 (約每秒30萬千米),振動時有一個或多個不振動的節點。弦分為開弦與閉弦,開弦最為經典的例子就是光子(光的基本粒子)與物質,閉弦有引力子(承載引力)等。開弦像一根
線段 ,有兩個端點,光子有最簡單的開弦振動模式,只有一個節點;閉弦像一條橡皮圈,沒有端點,引力子有最簡單的閉弦振動模式,只有兩個節點。根據研究,
雙星系統 中的粒子振動模式類似"弦"的震動模式,因此,雙星系統被認為是最有可能遺留著宇宙大爆炸中產生的宇宙弦。
在節點上相似 兩個快速振盪的反引力場形成的一對反向動力
張量 產生了強大的切變力。通常情況下,這對切變力之間的互相作用通過高頻
引力輻射 發散出去,不產生任何顯著的
巨觀量子現象 。但如果該應力(上文所述的相互作用)被限制於一個有限的範圍中,那么這個
張量場 最終會形成一個不斷延伸的高曲率觸手,就像
時空連續體 中的結構一樣。具體來說,這個觸手會構成了一個自迴避
四維 流型,使觸手不斷向外延伸。就如同時間-空間中的磁場一樣,觸手的頂端曲率達到最大點,且足夠大的曲率會使得在遙遠高密度星域中形成一個小觸手,兩觸手會觸及並自然融合。在生活中與之類似的現象是當閃電劃擊地面的時候,劃落的閃電頂端實際上產生了一個自地面向上發散的小閃電,兩者在地面上方某處融合,從而形成了一個封閉的電流環路。
星際之門 顧名思義,“弦”作為連線星際間兩點的最短的“線”,通常稱為星際之門或是
星際之路 (以下簡稱“星門”)。
“弦”,既星門,主要是由一種被稱作超大
玻色子 球體 組成,基於中等質量的基礎力場,且與
引力波 強烈作用。該天體中充滿了超大玻色子電漿,它們會反射引力波,這與鏡面的光反射非常相似。通過調整該電漿的密度,反射高頻引力波從而抵消切變張力,產生的輻射會被貯藏在天體中,共振點的內部重應力會如網狀穩定增長,最終形成高
曲率 的觸手。與之相類似的是雷射,通過反射空腔中的共振產生極強的干涉性密集電磁能量光束。
兩個
蟲洞 末端的距離取決於雙星系統中恆星的質量以及星門位於哪個共振點上這2個因素。為了連線兩個星門,試錯法的套用就必不可少,而且通常需要持續多年時間。這是因為我們無法預計張量場所形成的
觸手 會在哪裡出現。但我們可以通過在臨近星系內建立重應力場,無須抵達
臨界點 ,觸手也在不斷延伸。儘管還需要不斷嘗試,但這樣連線兩個星門的可能性就增大了。這與雷雨天使用避雷針的道理是一樣的。