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标  题: [新闻] 以天文观测找寻额外维度的证据
发信站: 批踢踢实业 (2011/08/26 Fri 12:42:07)

   天文物理学家提出了找寻弦论所要求的额外维度的证据的方法：透过观测环绕黑洞的

脉冲星，可量测黑洞是否有明显质量损失，藉此测试是否有额外的维度存在。理论物理学

家认为，我们平日熟悉的三维空间与一维时间可能是嵌入在一个更高维度的时空中。许多

弦论架构下的理论，如超弦理论（Superstring Theory）、M 理论（M Theory）等，都要

求存在额外的空间维度。这些额外的空间维度都是被卷曲起来的（或称作被紧致化，comp

actified），因此我们只会看到三维空间，而其他的维度都很非常难被实验侦测到，至今

尚未有直接证据显示存在额外的空间维度。

   为了要侦测这些额外的维度，天文学家尝试在天上寻找可能的机会。维吉尼亚理工学

院的天文物理学家 John Simonetti 等人提出了以观测黑洞与脉冲星的系统来测试是否有

更高的维度。虽然我们无法直接观测黑洞，但脉冲星会放出 X 射线，所以我们可观测到

环绕黑洞的脉冲星。若是黑洞的质量逐渐减少，环绕的脉冲星也会逐渐向外旋出，其环绕

半径每年约会增加数公尺。

   黑洞的质量会损失是因为重力辐射（Gravitational Radiation）带走黑洞的能量。如

果能精确量出黑洞的质量损失速率，就可以与理论值作比较：假若存在额外的空间维度，

理论预测黑洞的质量损失速率会比在只有三维空间的情形来得高。因此，若是天文物理学

家观测到很多黑洞-脉冲星系统中的黑洞都有过高的质量损失速率，很可能就表示额外的

空间维度真实存在。当然，必须要有非常精确的观测结果，天文物理学家才能精确算出黑

洞的质量损失速率。目前的观测结果都还不足以作为决定性的证据，但科学家认为在不久

的将来，我们将可以这个方法来验证是否存在额外的空间维度。

原始论文

John H. Simonetti et al., A Precision Test for an Extra Spatial Dimension Using Black-hole-Pulsar Binaries

2011 ApJ 737 L28 doi:10.1088/2041-8205/737/2/L28

参考来源：

New Scientist: Black holes and pulsars could reveal extra dimensions

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国小老师：这个国中会教啦
国中老师：这个高中会教啦
高中老师：这个大学会上啦
大学教授：这个问题想必大家国小就会了
学生：（干林老师！）
林老师：\("□□□)/

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