
在物理學的前沿,一項革命性的理論正在悄然興起,它挑戰了我們對於宇宙基本構成的傳統認知。「自然界往往偏愛簡單的解決方案。」這句看似簡潔的話語,卻蘊含著深刻的哲理,激勵著科學家們不斷探索更加優雅且統一的宇宙模型。這項新理論的核心觀點認為,時空幾何本身可能就是所有基本作用力及粒子的起源,顛覆了我們一直以來將時空視為被動背景的觀念。
這項突破性的研究表明,宇宙中所有的基本作用力與粒子,可能都源自於時空本身的結構。這項觀點不僅重新定義了我們對時空的理解,更將其提升到一個主動塑造宇宙的角色。傳統上,我們將時空視為一個靜態的背景,而物質和能量則在這個背景上相互作用。但新的理論認為,時空本身具有內在的幾何特性,正是這些特性決定了自然界的行為。
為了構建這個幾何起源的宇宙模型,研究人員提出了一個令人驚嘆的假設:宇宙可能包含我們無法直接觀測到的額外維度,這些維度摺疊成複雜的七維形狀,被稱為G2-流形。不同於以往將G2-流形視為靜態結構的觀點,新的研究將其視為動態演化的結構,通過一種稱為G2-里奇流的數學過程不斷改變其內在幾何形狀。這種動態演化為我們理解基本物理學開闢了全新的可能性。想像一下,就像一幅不斷變化的畫作,宇宙的額外維度也在不斷地調整和演變,塑造著我們所能觀測到的現實。
在這些額外維度的幾何結構中,存在著一種被稱為扭曲的內在特性。這種扭曲可以自然地形成穩定的模式,稱為孤子。這些孤子可能為自發對稱性破缺等現象提供純粹的幾何解釋,而自發對稱性破缺是粒子物理學中的一個關鍵概念。
「當我們讓它們隨時間演化時,我們發現它們可以穩定在稱為孤子的穩定結構中。 這些孤子可以為自發對稱性破缺等現象提供純幾何解釋。」
自發對稱性破缺是標準模型中的一個重要機制,它解釋了粒子如何獲得質量。而這個新理論提供了一種替代的幾何解釋,為我們理解質量的起源提供了新的視角。
標準模型將質量的起源歸因於希格斯場,然而,這項新理論提出了不同的觀點:質量可能源自於額外維度幾何結構中的扭曲。換句話說,質量是時空對其自身內在結構的反應,而不是來自外部場的影響。
「在我們的圖景中,物質源於幾何本身,而不是來自外部場。」
這與標準模型對質量的解釋截然不同,有可能徹底改變我們對基本粒子性質的理解。這就像是在說,物體的重量並非來自於某種外在的力量,而是源於它自身所處空間的彎曲程度。
研究人員進一步將幾何扭曲與大尺度時空的曲率聯繫起來,這可能為正宇宙學常數和宇宙加速膨脹提供解釋。更令人興奮的是,他們推測存在一種與扭曲相關的新粒子,並將其命名為「Torstone」。如果未來的實驗能夠檢測到這種粒子,將為這個新的幾何解釋基本作用力提供強有力的證據。
(隱含引述) 「Torstone粒子的潛在檢測將為這種基本作用力的新幾何解釋提供強有力的證據。」
宇宙的加速膨脹是宇宙學中的一個主要謎團。而這個理論為這個現象提供了一個新穎的幾何視角,並提出了一個可驗證的預測(Torstone粒子)。
這項研究的最終目標是擴展愛因斯坦關於引力源於幾何的觀點,並提出所有基本作用力可能共享相同的幾何起源。這將簡化標準模型,並提供一個更加優雅和統一的宇宙視圖。
「自然界往往偏愛簡單的解決方案。」
這反映了對宇宙更基本和統一理解的追求,試圖通過一個單一的潛在原則:幾何學,來解釋所有作用力和粒子。這項研究不僅是對現有物理學框架的挑戰,更是對我們理解宇宙本質的一次深刻探索。學者與研究生可以通過搜尋相關的學術期刊文章及會議論文,以深入了解此理論的數學細節與實驗驗證的可能性。
Slovak Academy of Sciences. (2025, December 15). Hidden dimensions could explain
where mass comes from. ScienceDaily. Retrieved December 15, 2025 from
www.sciencedaily.com/releases/2025/12/251215084222.htm\n—\n