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割裂时间空间,统一相对论量子论

科普小知识2022-07-10 13:51:58
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爱因斯坦的狭义相对论给人类的时空观带来了革命。在相对论中,时间和空间不再互不相关,而是整合成一个不可分割的整体。现在,加州大学伯克利分校的物理学家彼得·霍拉瓦想把时间和空间分开,建立一个统一的理论,将广义相对论和量子力学协调起来。赫拉瓦受到凝聚态物理研究中发现的一种现象的启发:在单层碳原子组成的石墨烯上,电子的运动有时不符合洛伦兹对称性。所谓的洛伦兹对称性是相对论核心概念的本质。为了保持光速不变,物体的运动会出现慢慢缩小时钟的现象。赫拉瓦想到了如果洛伦兹对称性在宇宙中不是处处都成立会发生什么。所以他把时间和空间分开,从爱因斯坦的方程中去掉了洛伦兹对称性。因此,在新的方程中,引力可以被纳入量子力学,并由携带力的引力子来描述。此外,Horava的新引力理论在数学上比以前的量子引力理论——弦理论——简单得多。赫拉瓦的论文于2009年1月发表后,物理学界掀起了一股热潮。许多物理学家开始利用赫拉瓦的引力来研究黑洞、暗物质和暗能量。一些人认为,根据新理论,暗物质可能不需要解释天体的运动。新理论还可能解决理论计算真空能量和实际暗能量之间120个数量级的差异问题。当然,仍然很难判断新理论是否正确。只有在实验室无法达到的高能条件下,赫拉瓦重力才不同于广义相对论。人们不得不寄希望于未来对超大质量黑洞的观察。赫拉瓦本人在*的中心保持冷静。他认为这个发现确实令人兴奋,但是要找到细节还有很长的路要走。