大膽的新理論尋求統一愛因斯坦的相對論和量子力學

一個多世紀前，提出了兩種理論來解釋所有的現實：量子力學和廣義相對論。 兩者都經過了數十年的完善和改進，並經過了廣泛的測試。 它們是可靠的理論。 但最終，僅憑他們無法解釋一切？ 而且它們在一起似乎不起作用。 幾十年來，物理學家一直在研究大統一理論，並提出了兩個主要候選理論：弦理論和量子環引力。 現在，一組研究人員提出了一種新方法。

經過五年的測試和解決，這個新想法現已被提出。 他們稱之為「經典引力的後量子理論」。 這個名字當然不如其他兩個競爭者那麼吸引人，但還有另一個主要區別。 這個新理論中的時空並不是量子化的。

為了彌合相對論和量子力學之間的差距，人們假設時空最終是由離散的台階組成的，比我們可以測量的任何東西都要小得多，但仍然是離散的。 在這個理論中，改變的是量子力學，一旦達到足夠高的精度，這種經典的時空就會導致可預測性的崩潰。

「量子理論和愛因斯坦的廣義相對論在數學上是互不相容的，因此了解如何解決這一矛盾非常重要。時空應該被量子化，還是我們應該修改量子理論，或者完全是別的什麼？現在我們有了倫敦大學學院的喬納森·奧本海姆教授在一份報告中說：“這是一個一致的基本理論，其中時空不會被量子化，這是任何人的猜測。”陳述。

人們預期時空會存在能量波動，粒子和反粒子會在能量波動中出現，然後消失。 在經典引力的後量子理論中，這些波動與量子化的時空圖景相比更加劇烈。 好消息是波動帶來了檢驗理論的方法。

在第二篇論文中，發表於自然通訊，團隊強調如何測試該理論。 透過高精度測量物體的質量和重量，他們應該能夠判斷時空是否是經典的。 這種波動會隨著時間的推移而改變測量到的重量，如果沒有看到這些微小的變化，那麼經典重力的後量子理論就可以被排除。

「我們已經證明，如果時空不具有量子性質，那麼時空曲率必然存在隨機漲落，並且具有可以通過實驗驗證的特定特徵，」合著者扎克·韋勒-戴維斯解釋道。

「在量子引力和經典引力中，時空必須在我們周圍經歷劇烈和隨機的波動，但其規模我們尚未能夠檢測到。但如果時空是經典的，波動必須大於一定的尺度，這個尺度可以通過另一個實驗來確定，在這個實驗中，我們測試可以將一個重原子放在兩個不同位置的疊加中多長時間。

這不是我們明天就能測試的事情，但同樣也不是幾輩子就能測試的事情。 一些研究人員估計它可以在二十年內進行測試。 很好，因為之間有一個賭注奧本海姆教授、卡羅·羅維利教授和傑夫·佩寧頓博士，後兩位分別是量子環引力和弦理論的支持者。 他們以 5000 比 1 的賭注認為時空是量子化的。

介紹此理論的主要論文發表於物理評論X。