什么是5维空间

【五维空间的研究】

据俄《宇宙信息分析高架网》报道，俄罗斯引力协会科学家在乌里扬诺夫斯克市举办的宇宙学研讨会上称，人类可以沿“黑洞”在时间机器上旅行。国立莫斯科大学德米特里·戈利采夫教授指出，宇宙学家发现了令爱因斯坦相对论受到怀疑的第五维空间。

科学家们认为，三维空间模型已经是非现实的，现在宇宙学家将时间看作第四维，而第五维指的是能量无界限。根据科学家的假设，宇宙是平坦的，而这就有可能作时光旅行。

宇宙学家认为，如果能成功建成特殊的时间机器的话，通过黑洞就可以完成这样的旅行。这样的时间机器将能从一个黑洞向另一个黑洞打通路程，突然出现在我们预先规定的将来，或是出现在我们预先规定的过去。存在这样一种可能性，即通过相反途径很容易返回到我们的空间中来。

虽然现在时间机器还没有发明出来，但是戈利采夫教授指出，黑洞已经能在实验室条件下产生。

【五维空间的特征】

假设无数的时间轴线集合起来，会构成什么呢？

一个时间平面。这个时间平面就是五维空间，它是由无数个四维空间根据某一轴线集合而成的。我们可以想象，一个五维空间的物体，应该是跨越不同时间轴线的。在任意一个时间轴线上我们只能观察到它的一部分。

【暗物质和第五维】

五维空间的提出，跟暗物质发现是密切相关的，学界说法呢，就是：暗物质发现证实意味着人类知识能力进入五维空间，是个突破性的质变，譬如，五维空间可能有助于获得“反物质”能源。那能源有多厉害？科学家们介绍说，一个一分钱硬币大小质量的“反物质”能源，其能量释放可使现有特大宇航作业做60次往返，且十分接近光速。宇宙里到处都有暗物质，获得反物质能源是“随时随地”可取的。就是说呢，那样一来，不仅是太阳系或银河系旅行了，就是做做星系旅行、甚至通过时空隧道（虫洞）做两个宇宙间的旅行，也不是可望而不可及的了。

更有意味的是，一旦实现五维空间能源的认识证实和获得能力，那就意味着进入六维空间的大门打开了。譬如，获奖的那个著名的哈勃宇宙大爆炸照片图，是迄今为止人类所认识到的距离大爆炸最近的观察，而在那以前宇宙是啥样和咋回事，还都是科学猜测。“超弦”理论证明了10维空间，说明了宇宙大爆炸后的六维及五维衰变是今日宇宙形成的关键。而实现五维空间证明和打开六维空间大门，就意味着突破那个最近观察、人类认识能力向宇宙最初状态又迈近了关键一步。

【第五维空间是否存在】

科学家们试图通过粒子对撞机探索量子宇宙，重现约140亿年前诞生宇宙的大爆炸后的情形。哈佛美女教授挑战爱因斯坦，认为还有另一个神秘空间和世界存在……

在哈佛大学的一间实验室里，一位女教授正在做一个核裂变的实验。突然，她发现一个微粒竟然离奇地消失得无影无踪。它会跑到哪儿去？女教授大胆提出一个新的设想：我们的世界中存在一个人类所看不到的第五维空间。

这就是登上《时代》“100名最有影响力人物”之一，被公认为当今全球最权威的额外维度物理学家的哈佛美女教授丽莎·蓝道尔。

丽莎·蓝道尔大胆的设想立刻引起了国际物理学界的震惊。要知道，根据爱因斯坦的广义相对论，人类生存的三维空间加上时间轴，构成的是“四维时空”。于是，哈佛美女教授挑战爱因斯坦的消息一时传遍了全球。

那么，这个神秘的第五维空间到底是什么？本报记者通过电子邮件联系到了这位美女教授丽莎·蓝道尔。

实验中的微粒离奇消失了

“在我的一次实验中，一些微粒莫名其妙地消失了，我认为它们是跑到了我们看不到的另外的空间里去了。它们其实离我们并不遥远，只是很好的隐藏了起来。”丽莎·蓝道尔说。

蓝道尔将这个“我们看不到的空间”称为“第五维空间”。

如果蓝道尔所说的第五维空间存在，那么为什么我们会看不到它？蓝道尔教授解释说：“这个额外存在的维度非常微小，如果某些事物足够的小，你就不能够感受到它的存在。”

中国科学院理论物理研究所的研究员李淼给我们打了一个比方。这就好比我们看来就是一根线的物体，如果用放大镜观察，就可以发现其实里面还有另外的世界———里面的纤维有粗有细，有不同的方向。

这就是我们看不见蓝道尔教授假设的第五维空间的原因，因为维度太小了。

美女教授挑战爱因斯坦“四维时空”

丽莎·蓝道尔的大胆设想震惊了国际物理学界。

有观点认为，这位哈佛美女教授是对爱因斯坦提出了挑战。因为根据爱因斯坦的广义相对论，我们的世界是“四维”的。

李淼解释说，“四维”是一个时空的概念。它是指人类存在的三维空间再加上一个时间。这是爱因斯坦在他的《广义相对论》和《狭义相对论》中提及的概念。我们的宇宙是由时间和空间构成；时空的关系，是在空间的架构上，即在普通三维空间的长、宽、高三条轴外，又加上了一条时间轴。

李淼教授是国内研究高度空间的专家之一，他告诉记者，蓝道尔教授的研究应该说是爱因斯坦“四维时空”理论的延伸。研究高度空间是为了将我们现在所知道的力统一起来。比如电磁力和引力，因为在我们这个低维度空间里看起来表现形式不同的各种力，在更高维度的空间里可能就是一个力。

第五维空间引出另一个未知世界

在蓝道尔教授的理论中，如果第五维空间真的存在，那么很可能还存在着另一个神秘的三维世界。

这就是说，我们人类生活在一个无限大的五维空间中，不过，我们只能感知到其中的四维———空间和时间，另有一个维度我们无法看见。然而，就在这五个维度共同组成的空间中，还有另一个不为我们所知的三维世界存在。

蓝道尔告诉记者，那个“世界”的物质组成将完全不同于我们所能感知的这个世界———其化学成分和存在的力与我们的世界全然不同。它唯一与我们分享的就是重力。只有重力产生的能量，可以穿梭于两个不同的“世界”。

目前，科学家们正在努力找出重力以外可以穿梭于两个不同“世界”的其他物质。这样一来，就可以找出存在于五维空间中的世界，甚至发现时光隧道。不过，蓝道尔认为，人类目前还没有能力离开赖以生存的这个世界。

“第五维空间”将被进行验证

如果发现了第五维空间，就可以解决物理界一直以来的一个谜团：与电磁力和其他力相比，重力为什么会如此脆弱？比如，一块小小的磁铁就可以将曲别针吸起来，要知道，磁铁的对手事实上是拥有地心引力的整个星球！

蓝道尔透露说，最快在明年，她就可以把“第五维空间”从假设变成全新的理论。

这是因为，欧洲原子核研究中心（CERN）目前正在瑞士和法国的边境地下100多米深处，兴建一台世界规模最大的大型粒子对撞机。粒子对撞机正式投入使用后，便可观察是不是有粒子消失，进入了人类看不到的“第五维空间”。

粒子质量为何离奇增加

早在1919年，波兰人T-卡卢兹就将爱因斯坦的广义相对论推广到“五维时空”。之后，另一位科学家O-克雷恩将其发展而形成了新的Kaluza-Klein理论。

蓝道尔教授说，在Kaluza-Klein模型中，存在这样一些粒子，它们的一些物理特性让人们感到很奇怪，比如质量。在这个模型里，这些粒子的质量总是莫名其妙地增加了。这些增加的质量是哪来的呢？

“我们认为，这些质量一定跟额外维度空间中产生的动力有关。”蓝道尔说，“它们依靠额外空间中的几何学存在，而这个额外维度空间可能就是看不见的第五度空间。所以，我们要想寻找第五度空间，其中一种方法就是寻找这样一些粒子。”