想象一锅沸腾的水，气泡不断地形成并上升到顶部。想象一下，每个泡泡里都有一个宇宙。对于每一个宇宙，物理定律都略有不同。
我们在哪个泡沫中?为什么，在所有可能的宇宙中，我们最终会进入这个宇宙?
这些问题似乎是哲学讨论的一部分，但一些物理学家认为，他们的答案是理解宇宙基本性质的必要步骤。
现在，东北大学的一群理论物理学家和网络科学家找到了解决这个问题的新方法:把这些可能存在的宇宙作为一个网络来分析。
近年来，网络科学被用来模拟疾病流行，研究人类大脑中的联系，以及了解想法是如何通过社交媒体传播的。但同样的技术很少应用于理论物理。
“计算方法时,采取了科学的其他风暴,不管是机器学习或网络科学、物理学这个分支已经有点隔绝,”布伦特·尼尔森说,副教授物理和科学的大学本科事务副院长在东北。“我们正在努力打破这些障碍。”
宇宙可能存在多个版本的观点来自弦理论，这是一种对宇宙的数学描述，假设所有的东西都是由太小的弦组成的，我们无法探测到。这些弦的振动产生了我们观察到的不同粒子，比如夸克或电子。
“我们甚至还没有接近解释为什么世界是这样的。但我们展示了一种选择机制，它有朝一日可能成为最终答案的重要组成部分。”
物理学助理教授
弦理论只适用于至少10维的宇宙。每天，我们只经历四个维度(上/下、左/右、前/后和时间)。那么其他六个呢?
尼尔森说:“想想走钢丝。你只能前进和后退。对你来说，走钢丝是一维的。但是在同一条钢丝上的跳蚤可以在上面来回走动。跳蚤小到可以体验二维空间。
尼尔森说:“我们没有经历那些额外的维度，因为构成我们的一切都要大得多，质量也更大。”
但是这些额外的维度可以以令人难以置信的不同方式蜷缩和隐藏在我们的世界里。每一种可能性都暗示着宇宙基本物理的细微差别，这表现在我们沸腾的锅里有一个不同的气泡。
(一些物理学家估计，我们生活在可能存在10272000个不同宇宙中的一个。一个Word文档需要76页，才能用12倍的新罗马字体写出这个数字。我检查了)。
领导这项研究的东北大学物理学助理教授詹姆斯·哈尔弗森(James Halverson)说，物理学家不可能测试所有这些版本的宇宙。
“有一个基本的悬而未决的问题:如何选择一种类型的物理而不是另一种?””霍尔沃森说。
迪玛Krioukov。照片由Adam Glanzman/东北大学拍摄
研究人员找到了一种方法来回答这个问题，方法是将不同的气泡视为网络的一部分，在这个网络中，连接是基于额外维度如何卷起的。
他们发现一些气泡比其他气泡有更多的连接。这一发现提供了第一个可量化的方法来选择宇宙的一个版本而不是另一个版本:位于网络中心的气泡，与更多的连接，代表了更可能发生的宇宙版本。
然而，有许多不同的方法来建立一个潜在宇宙的网络。物理学家们仍然不知道在这个网络中哪个宇宙是我们的，或者在这个网络中它可能在哪里。
如果有一天他们确定我们的宇宙在一个网络的中心，有很多连接，这可能意味着我们最终不可避免地在这个宇宙中结束——因为它比其他宇宙更有可能。但这是物理学家还无法证实的。
相反，他们的工作为研究弦理论预测的潜在宇宙提供了一种新的方法。
“我们甚至还没有接近解释为什么世界是这样的，”Halverson说。“但我们展示了一种选择机制，它有朝一日可能成为最终答案的重要组成部分。”
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新闻旨在传播有益信息，英文原版地址：https://news.northeastern.edu/2019/03/05/northeastern-team-uses-string-theory-to-explain-the-fundamental-nature-of-the-universe/