倫敦大學科學家提出新理論，力求統一愛因斯坦重力與量子力學
在物理學界最近發表的一項劃時代理論中，倫敦大學學院（UCL）的物理學家提出了一種新理論，該理論成功地將愛因斯坦的重力理論與量子力學統一起來，同時保留了愛因斯坦對時空的經典概念。這一發現挑戰了長期以來物理學界對這兩大理論的傳統看法，對現代物理學的兩大支柱──量子理論和愛因斯坦的廣義相對論，提出了新的解釋。
這項理論由喬納森·歐本海姆教授（UCL物理與天文學系）提出，並在《物理評論X》雜誌上發表。傳統上，人們認為愛因斯坦的重力理論必須被修改或「量子化」以適應量子理論。然而，新理論採取了不同的路徑，它認為時空可能是經典的，即根本不受量子理論的支配。
這一理論不是修改時空，而是修改了量子理論本身，並預測了一種由時空本身介導的不可預測性的內在崩潰。這導致了時空中比量子理論預想的更大的隨機和劇烈的波動，使得物體的表觀重量在足夠精確的測量下變得不可預測。
量子理論和廣義相對論不相容 後者不須「量子化」
為了驗證此理論，UCL的研究小組提出了一項實驗：非常精確地測量一個質量，看看它的重量是否會隨時間波動。例如，法國國際度量衡局定期稱量1公斤質量，這曾經是1公斤標準的基礎。如果對這1公斤質量的測量波動小於數學一致性所要求的，則可以排除此項理論。
歐本海姆教授與量子圈理論和弦理論的主要支持者卡羅·羅維利和傑夫·佩寧頓之間甚至打了一個賭，賠率達到5000:1，賭注是時空的量子與經典本質。
在過去的五年裡，UCL的研究小組不斷在對這一理論進行壓力測試，並探索其後果。歐本海姆教授表示：「量子理論和愛因斯坦的廣義相對論在數學上是不相容的，因此理解這種矛盾是如何解決的非常重要。是時空應該被量子化，還是我們應該修改量子理論，或者是完全不同的東西？現在我們有了個一致的基礎理論，在這個理論中時空不會被量子化，這一切都變得不確定。」
該理論的共同作者扎克·韋勒-戴維斯說：「此發現挑戰了我們對重力基本性質的理解，但也為探索其潛在的量子本質提供了途徑。」
更多科學與科技新聞都可以直接上 明日科學網 http://www.tomorrowsci.com
首圖來源：Isaac Young ccBY4.0
內圖來源：Isaac Young ccBY4.0
參考論文：
1.Gravitationally induced decoherence vs space-time diffusion: testing the quantum nature of gravityNature Communications.
延伸閱讀：