- 宇宙之美
- (法)雅克·保羅 (法)讓-呂克·羅貝爾-艾斯爾
- 555字
- 2025-03-10 18:53:40
量子引力
為了解釋宇宙開端處的極大密度,物理學試圖將描述宇宙整體的廣義相對論和處理極小尺度的量子力學結合起來。
宇宙的各種現象可用四種基本力(或相互作用)解釋。日常生活中最常見的是作用于長程的萬有引力和電磁力。電磁力也可以作用于粒子之間,類似于其余兩種短程的相互作用:維系原子核的強力、發生放射性衰變時的弱力。
萬有引力非常微弱,無法介入微觀粒子的世界,只能在擁有極大質量的物體之間表現出來。廣義相對論作為最成功的引力理論,很好地描述了行星、恒星、星系這樣無限廣闊的世界。至于極小尺度,則需要依靠量子力學。量子力學探究另外三種在原子和亞原子尺度上作用的基本力。
目前,借助引力理論和量子力學,物理學家無法描述當極大與極小匯集到一起時的情形。其實,在宇宙開端,能量密度就高到令人難以想象,將相互沖突的廣義相對論和量子力學結合起來非常困難。但是人類仍然在不斷地嘗試!在結合這兩種理論的過程中,衍生了一系列理論:超引力、超弦、圈量子引力……不過,要想得到科學界普遍認可的量子引力理論,需要的能量和距離尺度是難以用實驗設備實現的,因而可能無法對這項理論進行驗證。
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超弦概念的計算機模擬圖。此理論希望能將引力和其他三種基本力統一起來,并認為宇宙的基本粒子(夸克、電子)不是點粒子,而是振動的極細的弦。
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-138億年