如果引力是由于时空弯曲,那么我们为什么要寻找引力粒子(引力子)呢?

时间:2021-05-03 10:02:35   作者:
引力和弯曲时空不一定是一回事。弯曲时空是一种时空模型。理论和模型是我们为理解宇宙所做的最大努力,但不是宇宙为什么是现在这个样子的根本原因。

具有曲率的时空是爱因斯坦场方程的一种解释。重力以质能、动量和压力影响一切事物。因此,一个共同的几何结构可以用来作为一个框架的物体在重力场。几何是广义相对论模型中一个有用的工具。

如果引力是由于时空弯曲,那么我们为什么要寻找引力粒子(引力子)呢?

引力场与将空间和时间的测量联系在一起的局部度规有关。时间膨胀是这一现象的众多影响之一。

量子场论中的粒子不是小台球。粒子是量子化的表现。你不能有一半的电子或一半的光子。然而,量子粒子具有波状和纠缠的特性,使它们以非经典的方式运动。我们不用数字作为基本的可观察量,而是使用运算符。

这导致了一个明显的矛盾。爱因斯坦的广义相对论是一个经典的场理论而不是量子场理论,但它依赖于质量和能量是如何分布的,而这些是用量子场描述的。

解决这个问题的一种方法是尝试提出一种量子引力理论,它可以和其他量子场理论兼容。这个量子化引力场的量子被称为引力子。几何是广义相对论的一个有用的性质,它是这个更广义理论的一个涌现性质。

不幸的是,对电磁和核力量子化起作用的技术对重力量子化不起作用。这是因为我们可以用几何学来描述重力;重力影响一切。如果有引力子,那么它们就会有能量,这意味着它们本身会与引力子相互作用。用最直接的方法计算的数学变得充满了不可解析的表达式。

对于大多数物理应用来说,这不是问题。我们不需要考虑大物体的量子场理论的复杂性。它都是典型的(或半典型的)。充分地使用广义相对论也有可能弄虚成拙。在黑洞的极端环境和已知宇宙最早期的时刻存在一个问题;还有一个哲学问题我们知道我们的模型一定是不完整的因为它们是不相容的。

一个稳定的量子引力理论将是一个伟大的成就。引力子存在的证据会支持这一观点。
声明:本文内容由互联网用户自发贡献自行上传,本网站不拥有所有权,未作人工编辑处理,也不承担相关法律责任。如果您发现有涉嫌版权的内容,欢迎发送邮件至:123456789@qq.com 进行举报,并提供相关证据,工作人员会在5个工作日内联系你,一经查实,本站将立刻删除涉嫌侵权内容。