歷史上有很多物理學理論預言過,現實中有超過我們認知的四個維度以外的維度(三個空間維度,一個時間維度)。有了這些額外的維度可以很方便的解釋一些宇宙中最讓人困惑的謎題。例如,一些理論認為暗物質和暗能量的理論基於我們每天經歷的維度,除了我們已知的以外還有很多 “額外”維度的觀點,而這些額外的維度只是很小難以察覺且很難觀察到。
然而2017年,宇宙給了我們堅實的依據。2017年8月17日,1.3億光年外兩顆中子星碰撞並融合,義大利處女座天文臺和美國鐳射干涉儀引力波觀測臺探測到的引力波海嘯。美國和義大利的探測器記錄到了時空中的漣漪,而NASA的斯威夫特空間天文臺及其他天文臺探測到了電磁輻射。
天體物理學家對這一事件感到非常激動。他們在歷史上第一次在一場事故中同時觀測到電磁波和引力波。他們可以比較這兩個訊號來對我們的宇宙做出新的發現。簡而言之,引力波以光速在時空中傳播,科學家認為如果這些額外的維度真的存在的話,一些引力波的能量會“洩露”到額外的維度。所以,當引力波被觀測臺探測到時,會有比預測值更小的振幅。正常的電磁輻射不會和這些額外的維度產生相互作用且保持不變。根據這一研究表明電磁輻射和引力波只在四個時空維度間穿梭。正如愛因斯坦通過他的廣義相對論理論預測的一樣,同一理論在超過一個世紀前預測了引力波的存在。
引力波的發現以及測量,最主要的意義是在於證實了相對論的正確。這在人類科學發展史上,是具有極為重要意義的。引力波的存在與空間可以摺疊的唯一的共同之處是愛因斯坦在其廣義相對論裡的預言,愛因斯坦認為大品質天體的存在會對其所在時空造成一定的扭曲,這個扭曲度常被人描述成水面的漣漪,其實是不準確的。相對論還有一個重要的條件是它的“效應”。我們所謂相對論效應,在地球上我們的感知系統內是沒有的。狹義相對論在高速運動情況下,才能明顯發現其效應。而廣義相對論,則是在強引力場條件下,基本上就是天文學範疇內才有明顯的觀測結果。
所以說引力波被發現,空間就可以摺疊了嗎?首先這個題設是個偽命題。一般在強引力場之下,空間的確可以扭曲,但是要做到摺疊,按照目前我們對天體的理解還是做不到的,也許將來可以。其次,我們每個人都是從生到死的過程,你可以回到任何一個點嗎?因果律是廣義相對論的基礎,因果律不會被破壞,所以我們不可以回到任何一個點。所以空間可以摺疊,並不能證明我們能回到過去任意一個時間點,物理學和科幻情節還是有很大差距的。