新科学家:割裂时间空间,统一相对论量子论

 
 
刊物: 《新科学家》8月20日刊
导读者: 韩晶晶
原文: 请看这里
 

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干,而是结合成了不可分割的整体。而现在,加州大学伯克利分校的物理学家Petr Horava却要把时间与空间分开,来建立一个让广义相对论和量子力学相调和的统一理论。

激发Horava灵感的是凝聚态物理研究中发现的一个现象:在单层碳原子构成的石墨烯上,电子的运动有时并不符合洛仑兹对称。所谓洛仑兹对称是相对论的核心观念的性质,要保持光速不变,物体运动就会出现尺缩钟慢的现象。Horava想到,如果在宇宙中洛仑兹对称也并非处处成立,那又会怎样。于是他割裂开了时空,在爱因斯坦的方程中去掉了洛仑兹对称。结果,在新的方程中引力可以被容纳进量子力学中,用携带力的引力子来描述。而且,同之前的量子引力理论——弦论相比,Horava的新引力理论在数学上要简单得多。

Horava的论文在2009年1月发表后,在物理学界掀起了一股热潮,许多物理学家开始使用Horava引力研究黑洞、暗物质和暗能量等问题。有人提出,按照新理论,可能不需要暗物质就能解释天体的运动了。新理论也有可能解决理论计算的真空能和实际的暗能量之间相差120个数量级的问题。

当然,现在还很难判断新理论否正确。只有在实验室无法达的高能条件下,Horava引力才会表现出与广义相对论的不同,人们只好寄希望于未来对超大质量黑洞的观测。在热潮中心的Horava本人依然保持着冷静,他认为有所发现的确令人兴奋,但要搞清楚细节还有很长的路要走。

 

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