摘要:研究人员已经开发了一种新的重力量子理论,该理论以与粒子物理的标准模型相吻合的方式描述了重力,从而为对宇宙的开始方式提供了改善的理解。...
最后,统一理论将重力与其他基本力(电磁和强力和弱核力量)结合在一起。将重力带入折叠状态一直是几代物理学家的目标,他们一直在努力调和现代物理学两个基石的不兼容:量子场理论和爱因斯坦的重力理论。
阿尔托大学的研究人员已经开发了一种新的量子重力理论,该理论以与粒子物理的标准模型相吻合的方式描述了重力,这为对宇宙如何开始的理解打开了大门。虽然理论物理学的世界似乎与适用的技术偏远,但这些发现却很出色。现代技术建立在这种基本进步的基础上 - 例如,由于爱因斯坦的重力理论,智能手机中的GPS的工作原理。
Mikko Partanen和Jukka Tulkki在刚刚发表的有关物理进展报告的论文中描述他们的新理论。首席作者Partanen希望在几年内,这些发现将解锁批判性理解。
他说:“如果事实证明这导致了一个完整的量子场理论,那么最终将为理解黑洞和大爆炸的奇异性的非常困难的问题提供答案。”
Partanen说:“这种一致描述自然的所有基本力量的理论通常被称为一切理论。” ``物理学的一些基本问题仍然没有解决。例如,目前的理论尚未解释为什么在可观察到的宇宙中比反物质更多的物质。
调和不可调和的
关键是找到一种描述重力理论中的重力的方法 - 一种理论,其中粒子通过一个领域相互相互作用。 '最熟悉的量规场是电磁场。当电荷颗粒相互相互作用时,它们通过电磁场(即相关仪表场)相互作用。” Tulkki解释说。 “因此,当我们拥有具有能量的粒子时,它们的相互作用仅仅是因为它们具有能量会通过重力场发生。”
长期面临的物理学家的挑战是找到一种与其他三个基本力的仪表理论相兼容的重力理论 - 电磁力,弱核力量和强核力量。粒子物理的标准模型是描述这三个力的量规理论,并且具有某些对称性。该研究的主要作者Partanen说:“主要思想是具有与标准模型对称性相似的对称性的重力尺度理论,而不是基于理论基于一般相对论的截然不同的时空对称性。”
没有这样的理论,物理学家将无法调和我们的两个最强大的理论,即量子场理论和一般相对论。量子理论描述了非常小的(以概率方式相互作用的微小粒子)的世界,而一般相对论描述了熟悉的物体及其引力相互作用的矮小世界。从不同的角度来看,它们是对我们宇宙的描述,并且两种理论都被确认为非凡的精度 - 但它们彼此不相容。此外,由于引力相互作用很弱,因此需要更精确来研究超过一般相对论的真实量子重力效应,这是经典理论。
Partanen说:“需要一种重力理论来了解在有引力场和高能的情况下,有什么样的现象。”这些是黑洞和早期宇宙周围的条件,就在大爆炸之后 - 现有物理学中的现有理论停止工作。
他总是对物理学的巨大问题着迷,他发现了一种基于对称性的重力理论的新方法,并开始用Tulkki进一步发展这一想法。由此产生的工作具有巨大的潜力,可以解锁整个科学理解的新时代,就像理解重力为最终创建GPS铺平了道路。
开放邀请科学界
尽管该理论很有希望,但二人指出,他们尚未完成其证明。该理论使用一种称为重新规定的技术程序,这是一种处理计算中出现的无限态度的数学方法。到目前为止,Partanen和Tulkki已经表明,对于所谓的“一阶”术语而言,这起到了一定程度的作用 - 但是他们需要确保在整个计算过程中可以消除无限态度。 ``如果更高范围的更高范围不起作用,您将获得无限的结果。因此,至关重要的是要表明这种翻新继续起作用,”图尔基解释说。 “我们仍然必须做出一个完整的证据,但我们相信我们很可能会成功。”
Partanen同意。他说,仍然存在挑战,但是随着时间和努力,他希望他们能克服。 “我不能说何时,但我可以说我们会在几年内了解更多。”
就目前而言,他们已经发表了它的理论,以便其余的科学界可以熟悉它,检查结果,帮助进一步发展并在其基础上建立。
Partanen总结说:“像量子力学和相对论一样,我们希望我们的理论能为科学家开放无数的途径。”