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发信人: zjliu (分析数学), 信区: Math
标  题: M理论(六)
发信站: 哈工大紫丁香 (Fri Sep 27 20:18:49 2002) , 转信

 

将掀起一场宇宙学风暴吗
　　当年，许多物理学家之所以舍弃11维超引力，无情地让它“见鬼”去，乃因威滕等
人认为，在将11维紧致化到4维时，无法导出手征性。十年后，威滕又否定了自己，这一
否定正是威滕雄浑浩博哲学气息的表露。事实上，独立于人类而存在的外部世界，就像
一个巨大而永恒的谜，对这个世界作凝视沉思，就像寻求解放一样，吸引着每一个具有
哲学气息的物理学家。
　　威滕和荷拉伐(PeterHorava)发现，从11维的M理论可以找到手征性的起源。他们将
M理论中的一个空间维数收缩成一条线段，得到两个用该线段联系起来的10维时空。粒子
和弦仅存在于线段两端的两个平行的时空中，它们通过引力彼此联系。物理学家猜测，
宇宙中所有的可见物质位于其中的一个，而困扰着物理学家的暗物质则在另一个平行的
时空中，物质与暗物质之间仅通过引力相联系。这样，便可巧妙地解释宇宙中为什么存
在看不到的质量。
　　这一图象具有极其重要的物理意义，可用来检验M理论。70年代，物理学家已认识到
，所有相互作用的耦合强度随能量变化，即耦合常数不再是常数，而是能量的函数，并
给它取了个形象的名称——跑步耦合常数。90年代，物理学家又发现，在超对称大统一
理论中，电磁力、弱力与强力的耦合强度，会聚在能量标度E约为1016吉电子伏的那一点
上。物理学家们为这一成功喝彩不已，一些带有浪漫情结的评论家甚至认为，超对称已
取得最终的胜利，不必再等待2005年在LHC对撞机上的检验实验。
　　然而，这里只统一了宇宙四大基本相互作用中的三个，还有一个引力。对这个人类
最先认识的引力，又将如何处置呢？给人启迪的是，上述三力统一的耦合强度与无量纲
量GE2(G为牛顿引力常数)相近，而不相等。在威滕-荷拉伐方案中，可选择线段的尺寸，
使已知的四种力一起会聚在同一能量标度E上。这就是说，引力的量子效应，将在比普朗
克能量标度低得多的标度(E≈1016吉电子伏)上起作用，这无疑将对宇宙学产生全面的影
响。如果宇宙学家们抬头看看自己的窗外，也许会警觉到暴风雨正在酝酿，但是绝大多
数人仍继续沉溺在庆祝标准宇宙模型的杯光酒影之中。
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