|
自从牛顿发现了万有引力之后，科学家就一直致力于对它的研究。在牛顿引力定律之中，引力随着距离的平方而成比例的减小。例如，距离增加两倍，则引力减小4倍；距离增加四倍，引力减小十六倍。但是更进一步的研究发现，这种距离平方的反比定律并不是在任何地方都是准确的，比如在太阳和黑洞这种大质量天体附近。在太阳系之中，水星是离太阳最近的行星，所以这种不精确性就比较明显，科学家发现它的轨道不像牛顿引力定律预测的那样是一个封闭的椭圆。 爱因斯坦的广义相对论是我们理解引力的更先进的途径，通过这种棘手的数学计算，我们知道了一种叫做“时空”的东西，一种四维结构（三维空间和一维时间）编织而成的一种结构。广义相对论告诉我们，引力是有质量物体附近被弯曲的时空造成的。简单来说，物质告诉时空如何弯曲，时空告诉物质如何运动。通过使用广义相对论，我们可以很轻松地解决牛顿引力无法解决的水星进动问题。  点击加载图片 连续或离散 数十年来，科学家已经利用多种现象证明爱因斯坦广义相对论的正确性。但是，为了让广义相对论的数学原理起作用，这个时空必须在小尺度上绝对光滑。不管你放大多少倍，时空都必须像一件新熨过的衬衫一样没有褶皱。它也必须没有孔洞、没有裂缝、没有缠结。没有这种平滑性，引力的数学运算就会简单地崩溃。 但广义相对论并不是唯一解释时空的理论，我们还有量子力学以及它的继承者量子场论。在量子世界里，一切微观的东西都是由随机决定的。粒子可以在一瞬间出现和消失。能量场可以用它们自己的意志摆动和振动。没有什么是可以确定的。  点击加载图片 因此，正如物理学家约翰·惠勒指出的那样，如果我们把时间缩小到尽可能小的尺度，比如所谓的普朗克长度，时空就不应该看起来是平滑的。相反，它应该是一团翻滚、混乱的小块。所以时空应该是充满孔洞和缝隙的，只不过在宏观世界中我们观察不到而已。就像一张桌子，它看似非常光滑，实际上它是由许多分子组成，而分子之间却充满空隙。 连续并离散 有人认为要么广义相对论是正确的，时空是连续的；要么量子力学是正确的，时空是离散的。但是，科学家表示，这两种时空观可以是同时正确的。就像光可以同时是波也是粒子一样，即所谓的波粒二象性。物理学家认为，最终的答案在于两种观点的结合，即所谓的量子引力。所以如果我们能打开时空，看看最微小的尺度，也许我们能得到一些线索，知道到底发生了什么。 那么如何检验呢？科学家认为如果时空是连续的，光不会受到任何影响。如果时空是离散的，一速光通过后将会遇到各种微观上的颠簸。不过这种微小的效应在实验室是测不出来的。但是，我们可以利用宇宙中的天体做实验，利用180亿光年之外的星云，但是目前还没有符合的。  点击加载图片 毫无疑问，这是个诺贝尔奖级别的研究，谁把它研究清楚了就有机会获得诺贝尔奖。 |
|
|
