什么是量子引力?科学家认为它可以解释我们宇宙的起源

“二次引力”的新配方可以帮助更好地定义大爆炸的图景和在时间黎明之前存在的奇点。

来源:Space.com: NASA,太空探索和天文新闻

科学家重新定义了引力来解释大爆炸,或许还改变了我们对宇宙最初时刻的看法。这种新的“量子引力”框架可以解释大爆炸的某些方面,而阿尔伯特·爱因斯坦 1915 年的引力理论(广义相对论)未能解释这一点,甚至可能消除宇宙诞生之前存在的奇点这一具有挑战性的概念。

证明量子引力的概念对于物理学家来说是一个圣杯,因为它将弥合我们对宇宙在广阔宇宙尺度(广义相对论)和微小尺度(量子物理学)的解释之间的差距。

然而,广义相对论不仅在小尺度上失败;在小尺度上也同样失败。当试图解释宇宙诞生之初存在的极端高能条件时,该理论也崩溃了。为了解决这个问题,由滑铁卢大学和周界研究所物理学和天文学教授 Niayesh Afshordi 领导的一组研究人员探索了一种称为二次量子引力的理论。事实证明,即使在解释宇宙的高密度、高温诞生时,这个理论似乎也成立。

“广义相对论在许多情况下都表现得非常好,但当我们把它追溯到大爆炸,并将其应用到黑洞内部时,它预测了一个奇点:密度、曲率和温度正式变得无限的时刻。这通常是一个迹象,表明该理论正在被推到可信的范围之外,”阿夫肖迪告诉 Space.com。 “换句话来说,广义相对论对于描述宇宙的最初时刻可能是不完整的,而此时量子效应也应该很重要。”

扩展广义相对论的标准图景

该团队的量子一致引力扩展恢复了早期宇宙膨胀的模型,同时也有可能消除初始奇点的令人不安的概念。

该团队的研究发表在《物理评论快报》杂志上。