長期以來，人們一直認為，當我們的宇宙誕生時，空間的三個維度和時間的一個維度從大爆炸中誕生：這個事件使我們看到周圍的一切——從氫和氦融合形成恒星和幫助行星合并，形成黑洞和星系，甚至我們自己的存在——可能，
然而，關(guān)于宇宙不只是表現(xiàn)空間的三個維度和時間的三個維度的傳統(tǒng)信念存在一些爭論。事實上，在混合中加入幾個額外的維度實際上解決了我們?nèi)栽谂υ跇藴饰锢砟Ｐ涂蚣軆?nèi)理解的幾個更棘手的問題。
那么我們的宇宙真的可以有不止一個維度的時間嗎？
愛因斯坦對我們所知道的關(guān)于宇宙如何在宏觀尺度上運作的大部分知識負責。他的廣義相對論和狹義相對論在塑造我們對物理學的整體理解方面發(fā)揮了重要作用，但弦理論和量子物理學對我們即將進行的討論非常重要，但在愛因斯坦去世時仍處于起步階段。從那時起，兩者都已成為完全充實的假設(shè)，但兩者的某些方面與愛因斯坦的工作不一致。在我們進入所有這些有趣的東西之前，什么是維度，我們?nèi)绾沃浪鼈兇嬖冢?/p>
讓我們從我們?nèi)粘Ｉ钪刑幚淼娜齻€維度開始：它們可以概括為長度、寬度和高度，直線將被認為是一維的。它只有長度，沒有厚度，并且可以在兩個方向上永遠傳播。二維物體，例如圓形或正方形等扁平物體，具有寬度和高度，但沒有深度或“厚度”。任何具有長度、寬度和高度的東西都被認為是三維的，正如我們所知，時間是更加難以捉摸的第四維……因此，為什么宇宙的結(jié)構(gòu)被正式稱為時空，而不僅僅是簡單的空間。
這就是弦理論的討論開始發(fā)揮作用的地方。
那么，什么是弦理論？
傳統(tǒng)物理學斷言，宇宙由3個空間維度和1個時間維度組成。宇宙本身的體積大部分是空的，但我們可以觀察到的被認為只有大約 5% 的“正常物質(zhì)”（想想質(zhì)子、電子、中子、夸克等），大約 27% 是由稱為暗物質(zhì)，而剩下的 68% 則歸因于一種神秘的未知力量，據(jù)信它會導(dǎo)致宇宙膨脹，即暗能量。
弦理論，用最簡單的術(shù)語來說，告訴我們想象宇宙的結(jié)構(gòu)和其中的一切都不是由點狀粒子組成的，而是由難以理解的細弦組成——甚至比最小的弦還要小原子。
時間可能不止一維嗎？
這些弦以它們自己的特殊頻率振動，可以想象我們所感知的點狀粒子實際上根本不是粒子，而是細小的弦，它們“只有 10^33 厘米長。寫得很長，這將是一個小數(shù)點，后跟 32 個零，然后是 1。一些人認為，弦的長度與質(zhì)子的直徑之比與質(zhì)子與太陽系直徑的比值相同。
這些字符串有兩種不同類型：一種是開放的，另一種是封閉的——盡管兩者都太小而無法用當前的技術(shù)觀察到。顧名思義，開放的弦就像不接觸末端的波浪線，而封閉的弦則相反——它們形成環(huán)并且沒有開放的末端。
渲染顯示開放字符串和封閉字符串之間的差異
然而，為了讓弦論發(fā)揮作用，數(shù)學要求必須存在許多額外的空間和時間維度。如果我們找到這些其他維度的證據(jù)，如果額外維度的數(shù)量從 10 到 26 不等，這不僅會改變我們對量子物理學的理解，而且我們離創(chuàng)造一個有凝聚力和可信的“理論”更近了一步。一切。”一種同時符合量子物理學和宏觀物理學的理論——比如自然力和重力，這絕非易事。
會不會有額外的時間維度？
像往常一樣，很多這些理論論點都可以追溯到愛因斯坦的工作。忽略愛因斯坦的信念時間可能只是一個非常復(fù)雜的錯覺，關(guān)于時間是否可能存在額外維度的問題可能是一個確定的問題。事實上，通過研究自然的基本力和物理定律是如何受時間影響的，一些天文學家認為，投入至少一個額外的時間維度將解決剩余的最大的宇宙學難題之一。
你看，我們?nèi)匀徊恢酪烤故鞘裁矗蛘咚绾瓮耆绊懣梢姾筒豢梢姷奈镔|(zhì)。我們最好的猜測，再次是愛因斯坦理論，認為重力是時空扭曲產(chǎn)生的力。物體越大，它周圍的時空扭曲得越多，它的引力也就越強。如果我們不必將我們的引力理論與量子理論結(jié)合起來，那一切都會很好，但我們這樣做了，這就是問題所在。
我們目前對引力的理解與量子力學的其他元素根本不一致。剩下的自然力——電磁力和強弱核力——都適合微宇宙的框架，但不適合引力。希望弦理論可以幫助解開這個謎團。至少一位物理學家認為時間不僅僅是一維的。
南加州大學的理論物理學家 Itzhak Bars 說，“時間不僅是一個維度，還有兩個維度。直到現(xiàn)在，我們完全沒有注意到一個完整的維度。”
他還描述了額外的空間維度是如何“一目了然”的，他說：“額外的空間維度并不容易想象——在日常生活中，沒有人注意到三個以上。你所做的任何舉動都可以被描述為三個方向的運動——上下、前后或橫向。類似地，任何位置都可以用三個數(shù)字（地球上的緯度、經(jīng)度和高度）來描述，對應(yīng)于空間的三個維度。然而，其他維度也可能存在，如果它們蜷縮成小球，小得無法察覺。如果你穿過其中一個維度，你會很快回到開始的地方，以至于你永遠不會意識到自己已經(jīng)移動了。”
“真的可以有一個額外的空間維度，它太小以至于我們看不到它，”
時間的額外維度意味著什么？
你做到這一步了嗎？恭喜。結(jié)論值得涉足所有這些復(fù)雜的想法。
物理學大多認為時間必須是一個維度，但肯定有物理學家認為時間只是人類的構(gòu)造。其他人則認為時間的維度必須比以前認為的更多。這對物理學意味著什么，這應(yīng)該是真的嗎？
這意味著，“時間旅行概念的綠燈。如果時間是一維的，就像一條直線，那么連接過去、現(xiàn)在和未來的路線是明確定義的。添加另一個維度會改變時間變成一個二維平面，就像一張白紙。在這樣的平面上，過去和未來之間的路徑會自己循環(huán)，讓你在時間中來回穿梭。那將允許各種荒謬比如說著名的祖父悖論。這種情況下，你可以在你母親眨眼之前回去影響你的祖父，從而阻止你自己的出生。”
二維時間讓每一個看起來都不是初學者。然而在 1995 年，當 Bars 在 M 理論（一種統(tǒng)一所有一致超弦理論版本的理論）中發(fā)現(xiàn)額外的時間維度是可能的時，他決定仔細研究一下。當他這樣做時，Bars 發(fā)現(xiàn)當他添加一個額外的維度時，M 理論中所有 11 個假定維度（10 個空間維度和 1 個時間維度）共有的一個關(guān)鍵數(shù)學結(jié)構(gòu)保持不變。 “在一個條件下，”Bars 說。 “額外的維度必須像時間一樣。”
你如何看待弦論、量子引力和額外的時間維度？
