宇宙中13个维度是什么（额外维度大小决定宇宙命运）

额外维度一定很小，否则宇宙会产生很多迷你黑洞，会使宇宙万物在眨眼间消失。

这可能是宇宙走向毁灭的一种方式。

首先，宇宙中一对粒子以难以想象的速度碰撞在一起。它们撞击的巨大能量将产生一个微小的、短暂的黑洞，如此之小，以至于在蒸发之前它只能持续不到一秒钟。

然后，在黑洞蒸发时所处的地方，一个有着与我们居住的宇宙完全不同的物理定律的“空间泡泡”将开始生长，并以光速不断向外膨胀。凡是被这个泡泡所包裹的地方，任何原子都会瓦解，与之构成的万事万物都会在瞬间消失。

这个泡泡是无形的。它开始膨胀时，如果你站在附近，你看不到它的到来。如果它从下面朝你袭来，你的脚会在你意识到之前就消失了。

不过，要想让上面的恐怖场景真的发生，有一个前提：宇宙至少得有一个额外维度。但现实中，宇宙并没有走向毁灭，至少现在还没有。那么，这意味着什么呢？

要想理解这个问题，我们首先来谈谈额外维度会带来何种影响。

额外维度对宇宙的影响

每个人凭经验都知道，周围的空间有3个维度，例如一个物体可以上下、前后或左右移动。另外，我们还知道时间是1维的，因为时间流逝的方向只有一个。但许多物理学家都相信，我们的宇宙空间很有可能是高于3维的，这些多出来的空间维度可称为额外维度。把额外维度引入物理理论中，有助于解决当前许多物理学和宇宙学问题，包括把广义相对论和量子力学结合在一起的问题，暗能量和暗物质的本质问题，等等。

我们在生活中从来没有遭遇额外维度，也没有找到关于额外维度的任何证据。物理学家认为，额外维度应该卷缩在很小的空间内，太小了，目前还很难检测到。

物理学家推测，额外维度即使很小，也会对宇宙本身产生影响。例如，牛顿的万有引力定律认为，两个物体的万有引力大小与它们之间的距离成平方反比。但如果存在额外维度的话，在非常微小的尺度上，引力与距离的平方反比定律可能不成立。因为引力可能泄漏到这些额外维度上，这也许可以解释为什么在宏观尺度下，引力看起来比其他基本力弱得多。反过来，因为引力在很小的距离内向额外维度泄漏的量会比较少，这就会导致引力在很小的距离内变得比预期的更强，不再遵循平方反比定律（例如，引力大小可能与距离的立方或四次方成反比）。

迷你黑洞会毁灭整个宇宙

于是，问题就来了：如果额外维度真的存在，引力在微观尺度下更变得强，这就降低制造迷你黑洞的门槛。假如不存在额外维度，那么引力在微观尺度下应该跟在宏观尺度下是一样的，那么制造一个迷你黑洞，你得需要更多的质量或能量才行。

这就是为什么有些人曾担心，欧洲日内瓦附近的大型强子对撞机在2008年开始运行后，产生的高能粒子碰撞后，也许会制造出迷你黑洞，甚至有些人担心黑洞将地球吞噬。但到目前为止，还没有出现过这种情况。

然而，宇宙本身可以产生更高能量的粒子。目前所发现的能量最高的粒子来自于超高能宇宙射线，其能量大约是大型强子对撞机所产生的粒子能量的1亿倍。如果这些粒子之间的碰撞产生了迷你黑洞，那么物理学家可以就此计算出额外维度对引力有多大影响，以及引力的强度在距离变得多小时开始增强。

不过，迷你黑洞的寿命很短。根据英国物理学家霍金在20世纪70年代提出的理论，所有的黑洞都会向外辐射，它们会慢慢蒸发，最终消失得一干二净。而且，黑洞质量越小，蒸发的速度就越快。根据霍金的理论，任何由宇宙射线中粒子的碰撞而形成的迷你黑洞，几乎都会在瞬间消失。

这对整个宇宙来说可能是个坏消息。2015年，英国杜伦大学的几位物理学家在理论上证明了，当黑洞蒸发时，它们有可能将宇宙推入一种状态，在这种状态下，物理定律是如此的不同，以至于原子都无法稳定地存在。这样，宇宙内的万物都会在眨眼间消失。

这种灾难被称为真空衰变。它依赖于这样的观点：我们宇宙处在一种假真空之中。假真空是一种不稳定或亚稳定的真空，其能量密度不是理论上最低的。因为万物皆倾向于向能量最低的状态演化，所以假真空可以演化为具有最低能量密度的真空，即真真空。然而，理论还表明，宇宙如果进入这个真真空状态，那么原子以及它们所构成的万物都无法稳定存在。

假真空演变为真真空，可能很长时间都不会发生，或者在某个时刻突然莫名地发生了，或者被某些事件所触发，比如黑洞的蒸发。

杜伦大学的物理学家根据理论推算后发现，黑洞完全蒸发后，有可能在它所在的位置产生一个真真空区域。一旦真真空出现，它周围的空间就都会纷纷加入真真空。这个真真空区域就像一个膨胀的泡泡一样，开始以光速向外扩张，带走它所包裹的万事万物。

额外维度应该很小

但这个理论导致了一个悖论。宇宙中超高能宇宙射线的粒子碰撞，应该是宇宙中一种常见的现象。如果存在额外维度，并且如果它们足够大到足以让超高能宇宙射线产生迷你黑洞，那么宇宙应该出现过很多迷你黑洞，它们完全蒸发后，肯定有一些会触发真空衰变。事实上，我们还活着，真空衰变并没有发生。如果额外维度真的存在，那么它们必须比先前所认为的更小，使得超高能宇宙射线的粒子碰撞很难产生迷你黑洞。

来自美国的两位物理学家根据上面的思路进行了推算，发现任何额外维度的尺寸都必须小于大约16纳米，这一数字只有原先估计的几百分之一。当然，这个研究并不能令人完全信服。毕竟，宇宙是否处于假真空之中，黑洞的蒸发是否能触发真空衰变，这些都是有待商榷的。尽管如此，该研究仍有着一定的参考价值。