?空間和時間的性質(zhì)
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一對研究人員發(fā)現(xiàn)了廣義相對論和量子力學之間的潛在橋梁——這是兩種著名的物理學理論——它可以迫使物理學家重新思考空間和時間的本質(zhì)。
阿爾伯特·愛因斯坦的廣義相對論將引力描述為空間和時間的幾何性質(zhì)。一個物體的質(zhì)量越大，它對時空的扭曲就越大，這種扭曲就被認為是重力。
在20世紀70年代，物理學家史蒂芬·霍金和雅各布·貝肯斯坦注意到黑洞的表面積與它們微觀的量子結構之間的聯(lián)系，這決定了它們的熵。這標志著愛因斯坦的廣義相對論和量子力學之間存在著一種聯(lián)系。
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不到三十年后，理論物理學家胡安·馬爾達塞納觀察到了引力與量子世界之間的另一個聯(lián)系。這種聯(lián)系導致了一個模型的產(chǎn)生，該模型提出，可以通過改變物體不同表面區(qū)域之間的糾纏度來創(chuàng)造或摧毀時空。
換句話說，這意味著時空本身，至少是在模型中定義的，是物體之間糾纏的產(chǎn)物。
為了進一步探索這一思路，加州理工學院(CalTech)的曹春軍(ChunJun Cao)和肖恩·卡羅爾(Sean Carroll)開始研究，他們是否能夠利用時空起源于量子糾纏的框架，來實際推導出引力的動力學性質(zhì)(正如一般相對論所熟悉的那樣)。他們的研究最近發(fā)表在arXiv。
用一個叫做希爾伯特空間的抽象數(shù)學概念，Cao和Carroll能夠找到控制量子糾纏的方程式和愛因斯坦廣義相對論方程的相似之處。這支持了時空和引力確實從糾纏中產(chǎn)生的觀點。
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卡羅爾告訴未來主義，研究的下一步是確定他們對這項研究的假設的準確性。
他說:“最明顯的一個問題是，是否在這個框架中恢復了相對論的對稱性，特別是物理學定律并不取決于你在空間中移動的速度。”
萬有理論
今天，幾乎我們所知道的關于宇宙物理方面的一切都可以用廣義相對論或者量子力學來解釋。前者能很好地解釋大尺度的活動，如行星或星系，而后者幫助我們了解很小的，如原子和亞原子粒子。
然而，這兩種理論似乎并不兼容。這使得物理學家們在追求虛無縹緲的“萬物理論”——一個可以解釋一切的單一框架，包括空間和時間的性質(zhì)。
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因為重力和時空是“一切”的重要組成部分，卡羅爾說他相信他和曹操的研究可以推動一種理論的發(fā)展，這一理論可以調(diào)和廣義相對論和量子力學。不過，他指出，兩人的論文是投機性的，范圍有限。
他對未來主義說:“我們的研究還沒有對自然的其他力量做過多的說明，所以我們還遠遠沒有把所有的東西結合起來?！?/div>
不過，如果我們能找到這樣的理論，它可以幫助我們回答科學家們今天面臨的一些重大問題。我們也許能夠最終理解暗物質(zhì)、暗能量、黑洞和其他神秘的宇宙物體的本質(zhì)。
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目前，研究人員正在利用量子世界的能力，從根本上改進我們的計算系統(tǒng)，而任何事物的理論都有可能加速這一進程，因為它揭示了人們對仍處于混亂狀態(tài)的領域的新見解。
卡羅爾認為，盡管理論物理學家在追求萬物理論的過程中所取得的進步是“隨波逐熱的”，但每一項新的研究——不論是否具有思辨能力——都使我們離揭示它的方向又近了一步，并引領了人類對宇宙的認識進入了一個全新的時代。
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