【转载】圈量子引力论或将揭开黑洞内部事件圈量子引力论或将揭开黑洞内部事件。圈量子引力论框架下的黑洞时空是离散的,引力论量子化后或可解释黑洞的周围时空或者内部事件。目前,科学家对回圈量子引力论(LQG)进行了研究,发现该理论可以应用到黑洞的物理解释上,这个结果显然是令人鼓舞的,黑洞内部的时间和空间被弯曲到极致,但是引力并不是无穷大,这正如广义相对论所预言的那样。
量子物理学是现在物理学的前沿吗?量子物理学严格说是上个世纪物理学的前沿,是这个世纪物理学的支柱。本世纪物理学的前沿里,量子物理学只有少数一部分算在内,这就是量子信息和量子纠缠。虽然很多问题带有明显的量子物理色彩,但是小编却不认为这是量子物理学范畴内的问题,而是超越了量子物理。我们可以看出,量子物理学在本世纪是前沿物理学的支柱,而不是前沿物理学专门研究的对象。
时空是量子之间纠缠的产物?空间和时间的性质?一对研究人员发现了广义相对论和量子力学之间的潜在桥梁——这是两种著名的物理学理论——它可以迫使物理学家重新思考空间和时间的本质。不到三十年后,理论物理学家胡安·马尔达塞纳观察到了引力与量子世界之间的另一个联系。因为重力和时空是“一切”的重要组成部分,卡罗尔说他相信他和曹操的研究可以推动一种理论的发展,这一理论可以调和广义相对论和量子力学。
科学家提出新量子引力理论解释暗物质暗能量科学家提出新量子引力理论解释暗物质暗能量腾讯太空2015年03月09日08:04.腾讯太空讯 当你问任何理论物理学家什么是物理学中最深刻的奥秘时,如果她提到量子引力论与暗物质和暗能量之外的领域,你一定会深感惊讶。他提出了量子引力的自洽理论,解释了暗物质与暗能量,并与观测相吻合。低能量的引力子可以被高能量的引力子发射并导致处于低能量状态的高能引力子扩张。
引力量子场论可打破局限统一广义相对论与量子力学。引力量子场论可统一广义相对论与量子力学。“就好比牛顿运动理论可作为狭义相对论在低能状态的表述,爱因斯坦的广义相对论可作为引力量子场论的低能有效理论。此外,引力量子场论中的量子效应可解释早期宇宙暴胀。”吴岳良表示,引力量子场论的建立不仅对理解宇宙的起源和演化至关重要,而且对量子理论本身的普适性和自洽性起着根本性作用。
时间是否是量子化的?自从普朗克在20世纪元年提出了量子假说之后,人们逐渐意识到微观中的东西都是不连续的,它们都是表现为一份一份的量子。由于广义相对论现在还没能与量子力学相结合,或者说没有得到一个终极引力理论,所以目前看来时间是不能被量子化。不过,如前所述,时间和空间的量子化与基于连续时空的广义相对论格格不入。
我们普遍接受的空间是三维的,广义相对论描绘了一个四维的宇宙,而弦论则说宇宙有10维,它的扩展版本M理论认为宇宙有11维,最近甚至还出现了新的24维版本。要理解现代数学中对空间的描述,需要把空间想成物质可以占据的舞台。”就像牛顿的世界图像一样,爱因斯坦的世界图像将空间视为最基本的存在,空间是其他一切的舞台,但是在很小的尺度上,当量子性质主导时,相关的物理定律告诉我们,我们习以为常的空间实际上可能不存在。
科 学家难以同外界说明为什么弦论如此刺激:为什么它有可能实现爱因斯坦对大统一理论的梦想,为什么它有助于我们深入了解"宇宙为何存在"这样深奥的问题。SA:在弦论研究中,你认为是否存在类似的大飞跃?SA:在这方面有什么进展吗?SA:镜像对称性真是太深奥了,它居然把时空几何学和物理定律隔离开来,可过去我们一直认为这二者的联系就是爱因斯坦说的那样。SA:弦论以及一般的现代物理学,似乎逼近一个非如此不可的逻辑结构;
“万物理论”或揭露真相|相对论|黑洞|万物理论。不到30年后,理论物理学家胡安·马尔达西那(Juan Maldacena)发现了引力与量子世界之间的另一条关联。然而,这两项理论似乎无法兼容,因此物理学家一直致力于寻找包罗万象的“万物理论”,借此解释一切事物,包括时空的本质等。由于引力和时空是“万物”的重要组成部分,卡洛尔认为此次与Cao共同开展的研究能够促进对万物理论的探索,将广义相对论与量子力学合二为一。
追寻引力的量子理论。量子引力理论显然正是这样的理论。一些物理学家认为 Loop Quantum Gravity 的这种背景无关性是符合量子引力的物理本质的,因为广义相对论的一个最基本的结论就是时空度规本身由动力学规律所决定,因而量子引力理论是关于时空度规本身的量子理论。从量子引力的角度来看,Loop Quantum Gravity 是正则量子化方案的发展,而超弦理论则通常被视为是协变量子化方案的发展。
二选一:你要空间,还是时间?这个想法目前还只是初具雏形,要想理论形式严谨,吉丁斯还必须证明,从他的希尔伯特空间网络中如何能够推导出广义相对论和正常的时空图景,而不是仅仅局限于黑洞这样的极端情况。“光传播的方向,既不是空间也不是时间,我们称之为‘空’(null)。它是空间和时间的交界,”波尔钦斯基说,“很多人都有这样的直觉,从某种意义上说,这些‘空’方向的存在,可能比空间或时间本身更基本。”
下一个爱因斯坦在哪里下一个爱因斯坦在哪里(2015-06-17 21:52:46)在爱因斯坦之后,人们在他的路上继续向前走,大致可以分为三条岔道:一条是检验爱因斯坦理论以及应用这个理论,例如通过旅行的时钟变慢验证时空弯曲,应用时空理论描述宇宙学,应用爱因斯坦场方程去描写一些极端引力:中子星,黑洞。无论是超引力还是超弦理论,都是无数聪明的理论物理学家一道努力的结果,但没有任何人在其中起的作用类似爱因斯坦。
什么是M理论和11维空间?什么是M理论和11维空间? M理论,是为“物理的终极理论”而提议的理论,希望能藉由单一个理论来解释所有物质与能源的本质与交互关系.其结合了所有超弦理论(共五种)和十一维的超引力理论.为了充分了解它,爱德华·威滕博士认为需要发明新的数学工具.  1984—1985年,弦理论发生第一次革命,其核心是发现“反常自由”的统一理论;这种理论与它的前身弦理论一样,是引力的量子理论的一个例子。
圈量子引力论将这一观念延伸到了量子领域。最后,我们还可以从另外一个角度来看构建量子引力理论的意义,那就是对于量子理论中测量问题的理解,在标准的量子理论中,测量是理解实在的一个必要环节,本身是利用经典仪器对量子系统进行操作从而导致波包塌缩的过程,但是波包是如何塌缩的,现有量子理论无法解答,有人提出,量子引力对于理解量子理论中的测量问题也许有帮助,并为量子力学是否是完备的这一问题提供终极答案。
根据爱因斯坦的广义相对论,引力来自于我们周围的引力场,而引力场时刻与物理世界保持着接触。时空概念来自爱因斯坦的狭义相对论,但是广义相对论使我们认识到,时空受引力的影响。量子引力。如同量子力学揭示了微观世界的规律一样,圈量子引力旨在对爱因斯坦的广义相对论进行推广。圈量子引力理论(尚未被证实)认为,引力子,一种比最小的原子核小10亿倍的量子,相互作用并结环来生成广义相对论中的引力场。
宇宙的终极问题:“十维空间”与“超弦理论”的诞生。多维空间理论能被证实吗?的确,有不少弦理论和多维空间理论的质疑者们都经常会提起这个问题,这也是弦理论面对的最大挑战之一。但量子理论横空出世以后,物理学家们发现,在这样一个体积极小能量极大的地方,我们必须考虑到量子效应的影响,而量子理论又无法跟广义相对论兼容,这么一来,在人类现有的理论体系下,我们对于宇宙的起点,宇宙大爆炸发生的原因可以说是一筹莫展。
20世纪90年代,理论物理学家发展出了一种称为环形量子引力的理论,它将微观物理定律或量子力学定律与引力结合起来,解释了时空的动力学。,奥尔梅多和辛格的新方程描述了量子引力回路中的黑洞,并证明了黑洞的奇异性不存在。物理结果,使我们更接近于可靠地测试量子引力。”">辛格说:“在LSU,我们一直在开发最先进的计算技术,利用超级计算机提取这些物理方程的物理结果,使我们更接近于可靠地测试量子引力。”
科学家希望通过量子计算和理论物理的结合,来研究时空是否是由微小的信息比特通过量子纠缠构建起来的。巴拉苏布拉马尼亚恩说:“引力理论很难用量子化的方法描述,然而不包含引力的理论却可以很容易做到。”但是,可能有人会问,不包含引力的理论怎么能成为所谓的量子引力理论呢?更进一步说,把量子信息科学和弦理论结合起来,或许不仅有助于我们建立量子引力理论,还能帮助我们评判物理学家发现的任何一种理论。
电磁波和引力波都很容易在实验室中产生,但是引力波的强度会比电磁波的弱很多。此外,对引力波和电磁波的探测,是要分别利用探测器上产生的引力和电磁相互作用效应,对引力波的探测效率远低于对电磁波的。在科幻小说和电影里,人们经常可以看到关于引力波的各种令人脑洞大开、耳目一新的装备,引力波通信、引力波天线、引力波雷达、引力波探测和成像、引力波反重力武器、引力波推动飞船等描写屡见不鲜。
物理学之谜——时空和多维宇宙。如果我们把注意力仅限于自己的宇宙,暴胀意味着它的大小远大于局部的可观测宇宙。而如果我们进一步把注意力放在在可观测宇宙之中,那么由 Hugh Everett 提出的量子力学的多世界诠释暗示着当我们对一个系统进行观测时会分离出无数个平行宇宙,每一个都是波函数的一个可能解,而我们只是在其中一个特定的宇宙。这个原理通常是由多重宇宙和我们宇宙的许多特征似乎不利于我们存在的事实驱动的。
圈量子引力追踪黑洞演化。我们对于黑洞物理的诸多方面一无所知,这是因为在黑洞的中心及黑洞的未来量子现象占主导。为计入量子效应,需要一个关于引力的量子理论,可对黑洞的量子行为进行计算。随着黑洞中心演化,它的外表面(视界)由于发射辐射而缓慢地收缩,这种收缩直到达到普朗克长度(量子引力的特征尺度)或略早一些时,在视界处发生量子跃迁(量子隧穿)将黑洞的视界转变成白洞的视界。我们对黑洞的量子物理的了解仅是开始。
近代科学实验反复验证了量子理论的正确性,从而,在探讨时空时就不能忽略量子效应。以前所有的时空观都认为空间是连续的,圈量子时空结合量子理论认为空间本身也是量子化的。圈量子宇宙时空一种理论认为,宇宙时空本身就是一种“态”构成,由代数关系波函数表述。研究领域为规范场、空时与引力量子化(含少量空间量子信息)、统一理论,与邵亮、邵丹教授在意、英、德、日、美,专攻引力量子化和重整化、访问、讲学、工作多次。
易经与爱因斯坦相对论。狭义相对论是建立在四维时空观上的一个理论,因此要弄清相对论的内容,要先对相对论的时空观有个大体了解。据中国科学报21日报道,近日,中科院院士、中科院卡弗里理论物理研究所研究员吴岳良,打破爱因斯坦广义相对论中关于广义坐标变换不变假设的局限,不再从推广狭义相对论和坐标时空几何的途径来构建量子引力理论,而是基于量子场论和对称原理,建立超越爱因斯坦广义相对论的引力量子场论。
量子引力理论是一种解释范围更广泛的背景独立理论,可以用来解释物质的量子特性和普朗克尺度(最小的空间单元为10^-33cm,最小的时间单元是10^-43s,该尺度内量子效应显著)下时空的量子特性。环圈量子引力理论只涉及到时空的理论,不讨论量子力学研究的物体范畴,它是一种背景独立的理论,可以准确计算许多引力理论的问题,不像弦理论只能间接通过加和无限个可能的结果得出结论。环圈量子引力理论构建了可以供弦运动的时空背景。
相对论百年,宇宙究竟给你多大余地?为纪念这一被称为“20世纪最美丽思想”的伟大理论百年诞辰,《赛先生》除了计划在全国6个城市举办8场相对论科普活动,从今日起,还将陆续刊发一系列关于相对论的科普和纪念文章,请大家与我们一起领略爱因斯坦的思想之美。从狭义到广义相对论,爱因斯坦完成了最为艰巨的跨越,几乎是独创伟业。那么今天,从爱因斯坦发表广义相对论算起,相对论已满百年,旧问重提,谁是最懂得相对论的人呢?
科学家建立超越爱因斯坦广义相对论的引力量子场论。最近,中国科学院大学/亚太国际理论物理中心、中国科学院理论物理研究所/理论物理国家重点实验室、中国科学院卡弗里理论物理研究所研究员、中科院院士吴岳良,打破爱因斯坦广义相对论中关于广义坐标变换不变假设的局限,不再从推广狭义相对论和坐标时空几何的途径来构建量子引力理论,而是基于量子场论和对称原理,建立超越爱因斯坦广义相对论的引力量子场论。
量子“闪烁”形成的引力,将引导形成物理学统一理论。但是,位于德国加兴的麦克斯普朗克量子光学研究所的安托万·蒂卢瓦研究发现,引力可能是量子水平随机波动的一个属性,这一发现将使得引力成为更加重要的理论基础,引导我们形成物理宇宙的统一理论。在量子理论中,粒子的状态是通过波函数来进行描述的。虽然蒂卢瓦的理论符合牛顿的引力论,但蒂卢瓦还需要进行数学推导,以证明量子理论同样描述了爱因斯坦广义相对论下的引力。