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量子引力理论究竟能不能成为大统一理论呢?为什么?
量子理论和相对论的统一可以追溯到上世纪30年代。
当时,物理学家正试图将狭义相对论量化。
大约半个世纪后,物理学家建立了非常成熟的相对论量子场理论,如量子电动力学、电弱统一性、量子色动力学。
然而,在广义相对论中,我们发现广义相对论的量子化导致了一套不可还原的理论。
因此,对量子引力的研究。
很长时间以来,物理学家们认为非正则化是广义相对论中最重要的问题,解决了它就能解决一切。
为什么这么说呢?因为物理学家早就发现,薛定谔场是不可重正化的,我们不能用薛定谔理论来解决高能粒子的散射问题。
后来物理学家获得了相对论的量子力学,其中标量场和自旋体场都可以处理高能粒子的散射,而且它们是可重正的。
因此,物理学家认为,一个不可重正化的理论应该对应于一个在高能量下可重正化的理论。
这个广义相对论的高能理论究竟是什么,一直到20世纪80年代都让物理学家感到困惑。
大约在20世纪80年代,超对称性被引入广义相对论,被称为超引力。
然而,这一理论结合了广义相对论的弱场近似和超对称性。
即便如此,超引力还是取得了很多成功,比如解决了广义相对论的不可还原问题,比如给出了引力子的散射。
不久之后,人们发现了超引力的高能理论,称为超弦理论。
超弦理论也是可重正的,并为引力的高能行为提供了数学上的完美解释。
注意 数学上 这个词,而不是 物理上。
仿佛量子引力已经安定下来。
问题解决了。
以上是根据场论的发展对相对论和量子论进行的统一。
整个过程实际上承认广义相对论可以被量化。
但这里有一个案例,广义相对论和量子理论碰撞到了不可调和的地步。
这就是黑洞。
什麼是圈量子引力理论
圈量子引力论又译回圈量子重力论,由阿贝·阿希提卡,李·施莫林卡洛·洛华利等人发展出来的量子引力理论,和弦论是目前为止将引力论量子化最成功的理论。
在此理论下,时空描述是呈背景独立,由关系性循环织成的自旋网络铺成时空几何。
网络中每条边及每个节点分别为一普朗克长度及普朗克体积。
循环并不存在于时空中,循环扭结的方式定义时空几何。
在普朗克尺度下,时空几何充满随机的量子涨落,因此自旋网络又称为自旋。
在此理论下,时空是离散的。
主要假设:广义协变 ,物理学的定律可以用任何的坐标系来表示,这也是广义相对论的基本假设。
背景独立 , 不存在可以作为背景的独立不变的度规,坐标系等。
量子引力理论相关资料
宇宙中存在四大类物质:电子、夸克、中子星、黑洞与宇宙奇点。
这四大物质在体积、能量、质量与密度上存在巨大差异,它们由三种不同量级的量子构成:原子、粒子与引力子、奇子。
恒星由原子构成,中子星由粒子(中子)构成,黑洞由引力子构成,宇宙奇点则由奇子构成。
这些量子内部都呈现出一种泡沫结构,不同级别的量子内部空间的空旷程度逐渐增大。
虽然科技水平限制了我们无法在实验室中直接分离出电子、光子、夸克、引力子的亚结构,但我们可以通过研究宇宙中的天体来间接了解它们的亚结构。
例如,当恒星塌缩形成中子星,我们得知中子是构成原子的组成部分之一。
进一步,当中子星塌缩形成黑洞,我们了解到了引力子作为构成中子等粒子的组成部分。
通过研究,我们发现原子、粒子、引力子与奇子的泡沫结构关键因素是速度。
电子的光速支撑着原子泡沫结构,而引力子级物质必须以超光速运行以维持光子、电子等粒子级物质的结构稳定,奇子则需要以超超光速才能维持引力子泡沫的结构稳定。
原子的直径约为10-8厘米,电子的直径约为10-16厘米,由此可以反推,引力子的直径约为10-24厘米,奇子的直径约为10-33厘米,与普朗克尺度相当。
一个太阳质量的恒星塌缩后,成为直径约10公里的中子星。
如果继续吸引空间物质,达到一定质量,就会形成极小的黑洞。
这说明中子星内部同样非常空旷,粒子被压缩成更小的量子——引力子。
在中子星中,强核力、弱核力与电磁力聚合到中子内与引力作最后抵抗。
原子、粒子、引力子都具有泡沫结构,支撑这些泡沫的关键因素是速度。
在中子内,强核力、电磁力、弱核力聚合形成一个平衡状态,共同抵抗引力。
在中子星内,这些力进一步聚合,形成一个更加复杂的结构。
原子、粒子、引力子内部的泡沫结构说明宇宙中存在着一种能量形式,这种能量以不同速度运行,以维持宇宙结构的稳定。
根据宇宙大爆炸理论,引力与反引力子同时生成。
引力子只产生一种弧线向内的力,而反引力子产生一种直线向外的力。
通过研究引力子、反引力子与各种粒子的性质和结构,我们可以推断出宇宙中存在正奇子与反奇子两种类型的奇子。
正奇子产生直线向外的力,称为“正奇力”,反奇子产生弧线向内的力,称为“反奇力”。
引力子与反引力子是由这些奇子分化而来,它们共同构成了宇宙万物。
正奇子与反奇子没有特定结构,是一种类点能量,运行轨道不同。
在黑洞的巨大压力下,部分反引力子中的正奇子改变运行轨道,成为反奇子,从而使反引力子转化为引力子。
从“宇宙奇点”的角度来看,奇子有两种状态:有形的正、反奇子,以及无形无体积的“数学奇子”。
在宇宙黑洞塌缩成宇宙奇点时,正、反奇子融合成为无体积的“数学奇子”,正奇力与反奇力统一为“奇力”。
这意味着宇宙中的所有力在宇宙奇点中统一为一种力——“奇力”,宇宙万物统一为一种能量,并形成新的宇宙大爆炸,开启宇宙新的轮回。
物质、能量、信息是宇宙中的同一事物的三个面,物质即是能量,物质中同时包含各种信息,可以表示为“物质=能量=信息”。
这些概念揭示了宇宙的深层结构与相互作用机制,为我们理解宇宙的起源与演化提供了重要线索。
物理理论,量子是物质粒子的非连续运动,而所有的量子困惑都起源于这种非连续运动。
量子理论与引力的结合,即量子引力理论,目前还处于研究阶段。
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