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神秘的第五维度,质量组成的世界万物,宇宙空间自带的希格斯机制

你知道为什么在宇宙四种基本力中无法统一引力吗?实际上,引力并不是力而是空间的扭曲效果,但引力却与四维时空之外的第五维度有关。我们可以将三维空间和时间统称为四维时空,其中三维空间可以简单理解为长宽高三个正负向量。或者说空间中任意一个点上只要能同时存在最多三条相互垂直的线,这个空间就是三维空间。在我们已知的几何概念中,同一个点上的三条相互垂直的线外无法再加入一条新垂直线。

这让我们认为空间只有三个维度,最多加上时间成为四维时空。那么,在这四个维度之外还有第五维度吗?牛顿对引力的定义是万有引力定律,是说任何物体都存在一种吸引力,这种吸引力与质量有关,却并不知道为什么会与质量有关。爱因斯坦则认为引力不是力,而是具有质量的物体对空间的弯曲效果,但也并未解释为什么具有质量的物体会弯曲空间。这个问题直到如今都没有非常合理的解释,直到希格斯机制的出现。希格斯机制是说宇宙中均匀分布着一种希格斯场,希格斯场会产生一种希格斯玻色子,任何微观粒子穿过希格斯场都会与希格斯玻色子结合,并被赋予质量。

这里有两个信息,一个是说希格斯场的存在说明宇宙空间中存在势能,所以宇宙空间并非最低势能空间,我们称为假真空,而真正的零势能空间还在假真空之下。另一个信息是说,质量由希格斯玻色子传递到微观粒子上,但仅仅是将微观粒子变成了复合粒子,并不会改变微观粒子的量子特性。所以具有质量的微观粒子同样遵守量子力学中的物理规则。物质和能量有一个无法改变的特性,任何状态下的物质和能量都会向最稳定状态转移,我们称这种现象为衰变或者说坍缩。也就是说,拥有质量的粒子会向更低势能空间跌落,将势能转化以强化粒子的稳定状态。

由于粒子所处的空间并不是最低势能空间,粒子就会将空间压弯向零势能空间靠近。在这个过程中更多粒子会挤压在一起,随着质量越来越大,空间的弯曲程度就会越来越大。这就是空间弯曲的原理,也是引力产生的原理。那么第五维度是什么呢?质量是形成宇宙万物的基础,没有质量存在就不会有物质存在。实际上,希格斯场可以被看成一个维度,希格斯场并不会因为空间膨胀而被稀释,具有等量能量的物质在空间中的任意位置的质量都一样。

如果从空间维度的属性上来看,一个点上的三条相互垂直的线中,希格斯场也同样与这三条线相互垂直,因为粒子在这个点的任何一个方向上都能穿过希格斯场并获得质量。所以希格斯场可以被看成是空间本身具备的维度,也就是四维时空外的第五维度。

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