天文学量子力学和广义相对论的龃龉

By admin in 天文学 on 2019年1月1日

过去100年,广义相对论和量子力学让大家探索宇宙的规范从最大一向到细微。人类取得了特别多了不起的落成。然而我们也发觉到,量子力学和广义相对论没能达到最深层次的认识。因为它们的适用范围是例外的,在一些场馆下还有争持,比如在座谈黑洞的基本、在大爆炸随时的宇宙空间等地点这两套理论存在周旋争辨面。

爱因斯坦的能量方程式告诉我们,能量和物质是可以相互转化,量子力学中,海森堡的不确定性告诉我们,能量和动量在微观世界中发狂涨落,宇宙在微观尺度上类似一个闹哄哄、混沌、疯狂的社会风气。可是动量和能量在微观世界中可以相互平衡,由此在微观世界看来,一切都是宁静和太平的。

天文学,概括,微观世界的愚昧状态和微观世界的规律性就是这三个理论最大的争执点。

广义相对论适用于巨大的天管农学尺度。在那么的离开,爱因斯坦的驳斥表达,没有物质意味着空间是平直的,为了把广义绝对论与量子力学融合起来,我们现在必须变换关注的节骨眼,去考察空间的微观性质。如图所示。

我们作证了咋样一点点去表露越来越小的半空中社团。起头的时候,看不出什么来;看图中下部的三层,空间协会几乎是一模一样的形状。从纯经典的立场看,我们认为这么平直稳定的上空图景会平昔维持到任意的离开尺度。但量子力学完全改观了这种想法。万物都摆脱不了不显著原理所确定的量子涨落——重力场也不例外。虽然经典理论认为虚空间没有重力场,但量子力学注解,重力场就算在平均意义上等于零,实际上却因量子涨落而波荡起伏。另外,不确定性原理还告知大家,关注的空中越小,看到的引力场起伏越大。量子力学展现了一个未曾到头的社会风气,越是狭小的地点,越是浪花飞溅。

引力场通过空中的弯曲表现出来,而量子涨落通过空中周围越来越明确的扭转表现自己。物革命家惠勒(惠勒)发明用“量子泡沫”来讲述超微的空间和岁月里呈现出来的愚昧状态,在异常尺度上,空间和时间都失去了意思。在这些规格上,正是量子力学和广义相对论不相容的地点。

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