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引力本身是一个场,还是其他场弯曲时空的整体效应?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2020-10-28 08:57:44

重力还没有被纳入任何主流的实验验证QFT。

到目前为止,所有将引力与量子理论统一起来的尝试都得到了无限和荒谬的答案,但任何尝试都把引力看作有自己的场,就像其他场一样。所有的力甚至物质都与一个场有关,所以如果有一个基于场范式的统一理论,那么它可能必须把引力看作另一个场。

在高能量下,电磁力和弱力是统一的——它被称为电弱力,在更高能量下,电弱力和强力是不可区分的(称为大统一)。但是它还没有被实验验证,因为它需要足够的能量。也许在未来,我们的对撞机足够强大,可以探测到强大的统一。

假设在更高的能量下,引力场与大统一力统一,但所需的能量对于任何可能的地球实验来说都太高了。

这种思路确实很有道理。宇宙诞生时存在着一种单一的力,随着宇宙的膨胀和冷却,这种力在宇宙的不同阶段分裂,产生了我们熟悉的四种力。

在典型的QFT方法中,时空的度规是一个张量场。因为它是时空的度规,它不同于其他场,因为它不存在于固定背景的几何中;相反,度规决定了几何形状,如果其中一个改变了,另一个也会改变。尽管如此,度量是一个场。具体来说,这是一个夫妻普遍和最低限度地涉及所有其他领域的领域。在这种情况下,普遍性意味着度规,即重力,是由所有其他场完全相同的方式(即弱等价原理)。在这种情况下,最小意味着重力通过几何图形(即通过确定内部积和体积元素)与其他场相互作用,而不是通过任何其他方式。

简而言之,即使在量子引力中,惠勒的描述也适用:物质(所有其他领域)告诉时空(引力的度量)如何弯曲;时空告诉物质如何运动。

不过,我应该赶紧补充一点,这种“天真的”量子引力方法是注定失败的:最终的理论是不可重整的,充斥着不可调和的无限。这就是为什么量子引力在基础物理学中仍然是一个悬而未决的问题。
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