什么是量子重力?
量子重力是試圖將重力與其他物理基本力(已經(jīng)統(tǒng)一在一起)統(tǒng)一起來的理論的總稱。它通常假設(shè)一個理論實體,一個重力,它是一個介導(dǎo)重力的虛擬粒子社區(qū)健康知識講座。這就是量子重力與某些其他統(tǒng)一領(lǐng)域理論的區(qū)別-盡管公平地說,一些通常被歸類為量子重力的理論不一定需要重力。
什么'重力?
量子力學的標準模型(1970年至1973年間開發(fā))假設(shè)物理的其他三種基本力量是由虛擬波森介導(dǎo)的。光子介導(dǎo)電磁力,W和Z波介導(dǎo)弱核力,gluons(如夸克)介導(dǎo)強核力。
因此,重力會介導(dǎo)重力。如果發(fā)現(xiàn),重力預(yù)計是無質(zhì)量的(因為它在長距離瞬間起作用)并且具有自旋2(因為重力是二級張量場)。
量子重力是否得到證實?
實驗測試任何量子重力理論的主要問題是,在目前的實驗室實驗中,觀察猜想所需的能級是無法實現(xiàn)的。
即使從理論上講,量子重力也會遇到嚴重的問題。重力目前是通過廣義相對論來解釋的,廣義相對論在宏觀尺度上對宇宙的假設(shè)與量子力學在微觀尺度上的假設(shè)截然不同。
嘗試將它們組合起來通常會進入"重新歸一化問題"其中所有力的總和不會抵消并導(dǎo)致無限值。在量子電動力學中,這偶爾會發(fā)生,但人們可以重新規(guī)范數(shù)學來消除這些問題锿。這種重新歸一化不適用于重力的量子解釋。
量子重力的假設(shè)通常是這樣一種理論將被證明既簡單又優(yōu)雅,因此許多物理學家試圖向后工作,預(yù)測他們認為可能解釋當前物理學中觀察到的對稱性的理論,然后看看這些理論是否有效。
一些被歸類為量子重力理論的統(tǒng)一場理論包括:
- 弦理論/超環(huán)理論/M理論
- 超重力
- 環(huán)量子重力
- 扭曲理論
- 非變幾何
- 歐幾里德量子重力
- Wheeler-deWitt方程
當然,如果量子重力確實存在,它將既不簡單也不優(yōu)雅,在這種情況下,這些嘗試正在用錯誤的假設(shè)來處理,并且可能是不準確的。只有時間和實驗才能確定。
正如上述一些理論所預(yù)測的那樣,對量子重力的理解不僅可以鞏固理論,而且還可以引入對空間和時間的根本新的理解。
由Anne-Marie Helmenstine博士編輯。