科学家们眼中的维度空间。
与我们生存的空间宇宙是一个维度空间,人们在宇宙的维度空间中不断探索,人类生存的空间到底是是多少维,近年来,有科学家们提出了十一维空间之说,让我们来了解一下吧。
十一维空间是根据90年代所提出来的M理论,认为宇宙是11维的,它是由震动当中的平面所构成的。
【菜科解读】
而十一维空间真的存在吗?十一维空间又该如何理解呢。

科学家们眼中的维度空间。
与我们生存的空间宇宙是一个维度空间,人们在宇宙的维度空间中不断探索,人类生存的空间到底是是多少维,近年来,有科学家们提出了十一维空间之说,让我们来了解一下吧。
十一维空间是根据90年代所提出来的M理论,认为宇宙是11维的,它是由震动当中的平面所构成的。
在爱因斯坦那里,宇宙只是4维的 3维空间和1维时间,但是现代的物理学则认为还有7维空间我们根本看不见。
科学家们对我们已认知的维与可能会存在但从未被认知的维之间的主要区别是如何解释的呢?他们打了一个比方:一只蚂蚁在一张纸上行走,它只能向右或向左,向前或向后走。
对它来说高与低均任何无意义,这也就是说,第3维的空间是存在的,但没有被蚂蚁所认识。
同样,我们的世界也是由一个4维所构成的 3个空间维,1个时间维,但是我们却没有理性的觉察到所有其他的维。
十一维空间就是根据物理学家的主要看法而认为还应该有7个维。
尽管有这么多的维,但是这些维却是看不见的,因为它们自身早已经卷在了一起,被称为一些压缩的维。

为了弄清这种看法,让我们再以蚂蚁为例展开我们的思维想像。
我们可以设想一下,将蚂蚁放在上面行走的那张纸卷起来,直到卷成一个圆筒形。
如果蚂蚁想向沿着的纸壁方向去走,那么最后它又会回到这个出发点,这就是压缩维当中的一个例子。
如果能够沿着一些著名的麦比乌斯带走,也会发生上述所发生的现象,当然,它只是3维的,但是如果沿着它走过,总是会回到出发点的。
麦比乌斯带从维的角度讲就是压缩的,因此按照物理学来讲它就会有3个维,但谁在上面行走,都只能认知为它只有一个维。
如果蚂蚁不是沿着纸筒弯曲的壁行走,那么它就永远也不会返回到原出发点。
这就是2维 或者说被我们所感知的那种维的一个例子,如果沿着它一直走,就不可能会返回到原来的出发点。
十一维空间的超膜理论。
理论的提出在九八年二月的美国科学上,他讲了统一场论的一个最新进展。
因为一个粒子不但有电荷的相吸,还有一些磁场当中的相互作用。

由于两者的统一所构成的一定引力。
我们一直都以为它的主要影响是由无限小的一些粒子的因素与影响着地球般大小的星球的一些因素是不同的。
因为过去的所有理论难以用于同时解释粒子和星球之间的相互运动。
这就难以解释引力的主要形成。
而M理论则正是一种正在形成的同时可以解释从无限小的一些粒子到无限大的宇宙的统一场地论学说。
这个理论为越来越多的实验所证实,是继相对论以来,本世纪当中最伟大的一项物理学理论之一。
据说在超弦理论的研究当中,因为发现十维空间还有一些理论的漏洞,因此新的膜理论就在超弦的线上展拓成超膜,并以十一层的空间来解释宇宙。
比如说有人就提出了这样一个问题:既然木星是气态行星,那如果把木星上的气体全部吹走,会有什么结果呢?下面我们就来讨论一下。
首先要讲的是,所谓的气态行星并不是指全部是由气体构成的行星,而是指不以岩石或者其他类型的固体为主要成分、没有确定的固态表面的行星,也就是说,气态行星也是可以拥有固态核心的。
那么木星到底有没有固态核心呢?其实这个问题的答案也是科学家们很想知道的。
尽管以人类当前的科技水平,暂时还不能直接进入到木星深处去直接探索,但通过探测器在木星附近收集到的数据,我们还是可以间接猜测出木星的内部结构。
如上图所示,在探测器飞越木星的过程中,其发出的无线电信号会因为木星的引力变化而出现细微的多普勒频移,通过大量对照探测器的实际轨道和理论轨道的差异,就可以构建出木星的重力场模型,进而猜测出木星内部的质量分布。
科学家根据“先驱者10号”、“旅行者1号”、“旅行者2号”、“伽利略号”、“朱诺号”等多个探测器传回的数据猜测出,木星很可能存在一个由重元素构成的固态内核,其质量在地球的12倍至45倍之间注:这里的重元素是指比氢和氦更重的元素。
因此科学界普遍认为,木星应该有一个致密的固态核心,其外包裹着大量的氢和氦注:木星主要由氢和氦构成,其中氦占其质量的大约4分之1,其他的绝大部分都是氢。
由于随着深度的增加,木星上的物质会逐渐变得更热、也更致密,因此木星的结构应该是:最外层是气态的氢和氦,当深度增加到一定程度时,氢和氦就以液态存在,而在更深的位置,极端的压强会将氢原子中的电子“挤”出来,使得它们像金属一样可以导电,这种状态的氢也被称为“金属氢”,在此之下就是木星的固态核心大概如下图所示。
据此我们可以得出,木星上层的气体一旦消失,木星上的那些原来处于高压状态下的液态氢、液态氦以及“金属氢”都会因为失压而转变成气体,在这种情况下,如果把木星上的气体全部吹走,其结果就是木星会失去几乎所有的氢和氦,只剩下一个比原来小得多的固态核心。
值得一提的是,虽然我们人类目前并没有能力把像木星这样的气态行星上的气体全部吹走,但宇宙中那些能量巨大的太阳却可以做到。
从理论上来讲,假如一颗气态行星与其主太阳的距离太近,它的气体就会被主太阳不断地剥离,久而久之,这颗气态行星就会只剩下一个固态核心如果它有的话,科学家给这种奇特的天体起了一个奥秘的名字——“冥府行星”Chthonian planet。
有意思的是,我们有可能已经发现了一颗“冥府行星”。
这颗星球被命名为“TOI-849b”,距离地球大约730光年,由“凌星系外行星巡天卫星”TESS于2020发现,其主太阳被命名为“TOI-849”,是一颗与太阳相似的黄矮星。
观测数据表明,“TOI-849b”的体积与我们太阳系中的海王星差不多,但它的质量却大约是海王星的2.3倍,地球的39.1倍,密度约为5.2克/立方厘米,与像地球这样的岩石行星相当。
另一方面来讲,“TOI-849b”距离它的主太阳非常近,以至于其表面温度可以高达1530摄氏度左右,并且大约每18个小时,它就会完成一次公转。
所以我们可以做一个合理的猜测,“TOI-849b”曾经是一颗与木星相似的气态行星,后来因为某种原因迁徙到了距离其主太阳非常近的轨道,在此之后,它的气体就持续地被主太阳“吹”走,最终演化成了一颗“冥府行星”,而这也很可能就是木星上的气体被全部吹走后的结果。
好了,今天我们就先讲到这里,欢迎大家关注我们,我们下次再见。
比如在太阳系内,水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星就是属于行星,而冥王星,则和谷神星、阋神星、鸟神星等一起属于矮行星。
穿越木星在太阳系内,位于火星和木星轨道之间还存在着数以十万计的小行星,我们称为小行星带。
当然,我们人类最为关注的还是八大行星,我们根据八大行星的物理性状可以分为两类,一类是和地球一样具有固体表面,岩石行星,称为类地行星,包括水星、金星和火星。
太阳系示意图另外一类就是和木星一样,是有气体来组成的行星,在太阳系内包括木星、土星、天王星和海王星,这些行星和类地行星来比,通常具有体积和质量更大,但是由于是气体组成,所以往往平均密度较小。
那么,既然木星是气态行星,那么我们人类发射的航天器,包括宇宙探测器,或者将来有可能发射的宇宙飞船,能不能直接穿过木星?太阳系八大行星目前来看,人类发射的航天器很难穿越木星,我们这里假设我们从木星的中心穿过。
虽然木星是一颗气态行星,那只是表明木星的主要组成成分是气体,主要是氢和氦,从木星的结构来看,最外面是包围整个木星的大气层,充满着气体,而且在不停的运动之中,形成气体旋涡,比如著名的“大红斑”。
木星南极洲而在木星大气层之下,随着越往木星内部,压力越来越大,气体被不断压缩,形成了液态金属氢,这需要的压力相当于25万个地球大气压,我们要用什么材料才干承受这种压力呢?如果再往木星内部前进,到了木星的中心,我们猜测虽然木星是一颗气态行星,但是其中心是有一个岩石核心,由硅酸盐和铁来组成。
所以在物体状态下,木星内部的高温、高压,以及岩石内核都不支持航天器穿越它。
木星内部结构木星在行星分类上,是一颗气态行星,但是这里的气态,并不是我们地球上所想象的像我们的大气层一样的气体。
我们知道,就算是地球上的大气层,当天宫一号从宇宙坠落,经过大气层时,也会因为剧烈摩擦而燃烧,更何况是更为稠密的木星大气层,所以,以目前的人类技术,别说穿越木星,连木星大气层这一关都过不了。
木星探测器“朱诺号”人类的认知是有限的,我们只能在现有的条件下进行假设,就像农业社会时期的人类,也无法想象现在的互联网时代。
那么,我们说无法穿越木星,也是基于当前的认知,说不定在将来,人类科技进步,就能实现。
朱诺号发射升空