研究发现弦理论可很好模拟宇宙大爆炸

　　本报讯 (记者常丽君)据美国物理学家组织网12月15日(北京时间)报道，最近，日本大阪大学等多家机构组成的一个联合研究小组，用一种名为IIB的矩阵模型构建了一个非扰动的(9+1)维超弦理论公式，描述了宇宙一些属性及其最初诞生的过程。在超级计算机上运行2个月后，最终显示出宇宙自然地向3个方向膨胀，而其他6个维度仍紧紧地包裹在一起，正像弦理论一直以来所预测的那样。相关研究将发表在近期出版的《物理评论快报》上。

　　弦理论的基础是波动模型，结合了量子力学和广义相对论来解释宇宙万物的构成，也是最有希望成为“万有理论”的学说。它能通过单条理论的不断累积来解释宇宙中发生的一切事情，很好地描述了一些完全不同的现象，如电磁作用、万有引力和黑洞原理。但另一些问题却很难证明，比如宇宙有10个维度(9个空间维+1个时间维)；宇宙万物并非由无限多的粒子构成，而是由无限多的弦振动构成；还有一些复杂的物质，我们只能看到它们的3个维度，因为理论上认为其他6个维度被挤压在一种叫做Calabi-Yau多面体的微小结构内。

　　围绕这些问题，研究小组调整了以往模型的缺点，重建了IIB矩阵模型。该模型用一种无限大的矩阵来描述弦理论，出于实际操作目的，矩阵规模被缩小到32×32。为了平均计算结果，他们进行了2个月的模拟运算，并在这一过程中看到所有9个维度都显现出来，当宇宙到达大爆炸的扩张点，也就是所谓的“关键时刻”时，好像得到了某种暗示似的，矩阵空间只在3个方向上扩张，其余6个仍然紧紧包裹在一起，正像弦理论所预测的宇宙诞生之初的情景。

　　研究小组表示，他们下一步计划用更大的矩阵构建更大的模型，看看能否模拟量子时空，以及这个模拟的量子时空能否演化成我们现在所感知的宇宙的样子。

　　物理学家会这么谈论弦理论：“最近有新鲜事吗？”“自弦理论出现后就没有了。”即便如此，想三两句就把弦理论给科普了，霍金也做不到。不过关乎本消息，我们只需知道：其一，弦理论今天的地位，部分来源于它会将广义相对论和量子力学这两大“梁柱”罩在同一“房顶”下；其二，进入“房间”后，宇宙额外维数也是弦理论不能分割的部分，它得在这个模子中解决那些世纪困扰——预言宇宙的起始，以及看清宇宙走过的路。前者它一直做得不太好，而这却是本文中科学家正在琢磨的。

研究发现弦理论可很好模拟宇宙大爆炸