新浪科技综合■为什么引力与众不同？这里有四个理由新浪科技综合2020-07-20 16:56:560阅( 二 )
在量子引力中 ， 时空本身表现出新的行为 。 这里并非创造粒子 ， 而是创造宇宙 。 量子纠缠被认为能够在相距甚远的时空区域之间建立联系 。 这里还会发生不同时空的宇宙叠加 。
此外 ， 从粒子物理学的角度来看 ， 真空其实是一个复杂的物体 。 我们可以想象许多被称为场的实体相互叠加 ， 并延伸到整个空间 。 每个场的值不断发生小幅波动 ， 真空态就出现在这些波动的场及其相互作用中 。 这种真空状态下粒子是一种扰动 ， 可以把它们想象成真空结构中的小缺陷 。
当考虑引力时 ， 我们发现宇宙的膨胀似乎会凭空产生更多的真空物质 。 当时空被创造时 ， 它恰好是一种没有任何缺陷的真空 。 真空是如何恰好以正确的排列出现的 ， 是对黑洞和宇宙学的一致的量子解释需要回答的主要问题之一 。 在这两种情况下都存在一种时空拉伸 ， 这产生了更多的真空物质 。
引力无法计算
塞拉·克雷莫尼尼 ， 里海大学理论物理学家 ， 从事弦论、量子引力和宇宙学研究：
引力特别的原因有很多 。 我会具体关注一个方面：爱因斯坦广义相对论在量子意义下是“不可重正的” ， 这对引力在高能条件下的的行为有影响 。
在量子理论中 ， 试图计算高能粒子如何相互散射和相互作用时 ， 会出现无限项 。 描述除引力以外的自然力的所有理论都属于可重正理论 ， 在这类理论中 ， 我们可以通过适当地加上其他的项 ， 严谨而有效地抵消这些无限项 ， 即所谓的反项 。 这个重正化过程能够得出物理上合理的答案 ， 其结果与实验高度符合 。
广义相对论量子理论的问题在于 ， 描述高能引力子（graviton ， 引力的量子化单位）相互作用的计算将有无限多个无限项 。 这就需要永无止境地添加无限多的反项 ， 也就是说无法进行重正化 。 正因如此 ， 爱因斯坦广义相对论的量子理论版本不能很好地描述高能下的引力 。 这其中一定缺少了引力的一些关键特征和成分 。
然而 ， 我们仍然可以用解释自然界中的其他相互作用的标准量子技巧 ， 对低能量下的引力做一个非常好的近似解释 。 关键在于 ， 这种解释将在到达某个能量尺度时崩溃 ， 或者等价地来说 ， 在某个长度尺度下 。
【新浪科技综合■为什么引力与众不同？这里有四个理由新浪科技综合2020-07-20 16:56:560阅】在这个能量尺度之上 ， 或者在相应的长度尺度之下 ， 我们期望找到新的自由度和新的对称 。 准确地捕捉这些特征需要一个新的理论框架 。 这正是弦论或其他一些合适的广义理论发挥作用的地方 。 弦论认为 ， 在很短的距离内 ， 引力子和其他粒子可以看成扩展的物体 ， 称为弦 。 研究这种可能性可以告诉我们有关引力量子行为的宝贵信息 。
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