弦理论认为,我们的空间,其实是 10 维或者 11 维的,但是,我们只能感知到 3 个空间维度和 1 个时间维度,剩下的维度,要么是蜷缩起来的,要么,我们的宇宙,就是一张三维的膜,其他的维度,是展开的,只是我们看不到。
甚至,有的理论认为,暗物质,其实就是另一个膜里的物质 —— 它们的引力,能传到我们的膜里,但是它们的粒子,我们看不到,因为它们在另一个膜上。
五、2025-2026 年的最新进展
我们的宇宙,是不是只是高维空间里的一张膜?现在,我们还没有最终的答案,但是,这是我们对宇宙的最疯狂的想象,也是最严谨的科学探索,我们正在一步步的,尝试揭开这个秘密:我们的世界,到底有多大?我们的邻居,到底在哪里?
图:膜宇宙的概念,我们的宇宙是一张三维的膜,嵌入在更高维的体空间里,引力可以泄露到更高维的空间中, Block
但是,我们能感受到它们的引力:因为引力可以穿过更高维的空间,所以,如果另一个膜就在我们旁边,它的引力,会影响我们的宇宙,比如,影响我们的宇宙的膨胀,或者,影响暗物质的分布。
在膜宇宙的理论里,我们的宇宙之外,就是更高维的 “体空间(Bulk)”,还有其他的膜:
其他的宇宙,就在我们旁边:其他的膜,可能就在我们的膜旁边,离我们只有不到 1 毫米的距离,但是,我们永远无法直接碰到它们,因为我们的粒子,都被困在我们的膜里,我们的手,我们的探测器,都无法伸到更高维的空间里。
同时,量子计算的发展,也让我们能验证膜理论的预言:之前,膜泡跃迁的理论,被认为永远无法验证,但是现在,我们可以用量子计算,模拟这个过程,来检验这个理论。
在弦理论的框架里,物理学家提出了一个颠覆认知的猜想:我们的整个宇宙,可能只是一张漂浮在更高维空间里的三维 “膜”。我们熟悉的恒星、星系、甚至我们自己,都被困在这张膜上,而宇宙之外,就是更高维的空间,还有其他的膜 —— 也就是其他的宇宙,它们可能就在我们的身边,只是我们永远无法直接看到它们。
三、膜宇宙的大爆炸:两个膜的碰撞
我们熟悉的所有粒子,比如光子、电子、夸克,都是开弦的振动,所以,它们都被困在我们的膜上,无法跑到更高维的空间里。这就是为什么我们看不到其他的维度,也看不到其他的膜 —— 因为我们的光,根本无法离开我们的膜。
解释哈勃张力:2026 年的最新研究发现,膜宇宙的模型,能完美的解释 “哈勃张力”—— 也就是我们测量的早期宇宙和晚期宇宙的哈勃常数的差异。膜宇宙的模型,能让局部的哈勃常数,和 CMB 的测量,完美的符合,不用修改标准模型的其他部分,这是膜宇宙的一个强有力的证据。
但是,引力子不一样,它是闭弦的振动,没有端点,所以,它可以自由的在更高维的空间里运动,这就是为什么,只有引力,能 “穿透” 到更高维的空间里,感受到其他膜的存在。
近年来,膜宇宙的研究,也有了很多新的突破:
2026 年,物理学家发现,幻影膜宇宙的模型,能完美的解释哈勃张力,它能同时满足 CMB 的观测,和局部的哈勃常数的测量,这是目前最有希望的哈勃张力的解释之一。
四、我们能不能探测到膜宇宙?
二、膜宇宙里,宇宙之外是什么?
碰撞的时候,两个膜的动能,转化为物质和辐射,这就是我们的大爆炸。
现在,这个理论听起来很疯狂,但是,科学家们正在尝试,寻找它的证据:
然后,过了几万亿年,两个膜会再次靠近,再次碰撞,再次大爆炸,这就是循环宇宙 —— 我们的宇宙,会不断的重生,而宇宙之外,就是另一个膜,也就是上一个,或者下一个宇宙。
还有,弦理论的最新进展,2026 年,加州理工的研究证明,弦理论,能从最基础的假设里,唯一的推导出来,这也让膜宇宙的理论,变得越来越可靠,不再是空中楼阁。
开弦和闭弦:弦理论里,基本的粒子,都是弦的振动。如果弦是 “开” 的,也就是有两个端点,那么,这两个端点,就必须粘在 D 膜上,不能离开。
我们的膜,和另一个膜,在更高维的空间里,互相靠近,然后碰撞。
碰撞之后,两个膜分开,然后,我们的膜开始膨胀,这就是我们的宇宙的膨胀。
引力波的信号:其他膜的引力波,可能会穿过更高维的空间,传到我们的膜里,或者,暴涨时期的原初引力波,会留下额外维度的痕迹。未来的引力波探测器,可能会找到这样的信号。
引力的泄露:因为引力能泄露到更高维的空间里,所以,在很小的尺度上,引力会比牛顿引力强。比如,在大型强子对撞机(LHC)里,高能的粒子碰撞,可能会产生微型黑洞,因为如果额外维度存在的话,引力在小尺度上更强,就能把物质压缩成黑洞。不过,目前还没有找到这样的证据。
解释暗能量:膜宇宙的理论,甚至能解释宇宙的加速膨胀,不用暗能量。因为,更高维的空间的引力,会导致我们的膜,加速膨胀,这就解释了我们观测到的宇宙加速,而不用引入神秘的暗能量。
这一切,都来自弦理论里的 “D 膜” 的概念:
膜宇宙理论,甚至给了大爆炸一个全新的解释:我们的大爆炸,可能只是两个膜的碰撞。这就是 “火劫宇宙” 理论:
一、什么是膜?弦理论里的额外维度
文章来源:《理论探讨》 网址: http://www.sdwxzz.cn/zonghexinwen/2026/0707/340.html
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