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大统一引入引力子是否存在方向性错误? 第1页

  

user avatar   wang-yi-14-48 网友的相关建议: 
      

现在还没有看到引力子。因为引力子比目前看到的引力波弱20个量级,并且宇宙中充满各种前景噪声,所以可预见的将来也不会直接看到引力子。

但是,物理学是一个相对完整的体系。你不能随意解释还没有看到(甚至永远看不到)的东西,除非你能建立起一个更简洁有效的体系重新解释所有已知的实验。打个比方,你可以建立一个理论说,物体掉进黑洞视界之后就变成兔子了。可预见的将来都不会通过实验否决你的理论。但很难想象,这个兔子理论能更简洁有效地解释所有已知现象而已。引力子也是一样。目前,我们相信引力子存在的间接理由包括:

  1. 一般来说,很难建立一个量子系统耦合到一个经典系统的完备理论。如果保留引力一个坏分子不量子化,引力就会暗搓搓地破坏量子力学。例如用引力去克隆量子态等。
  2. 引力波来自一些分量的度规扰动。而已经有强烈证据表明,度规另一些分量是量子化的(早期宇宙的标量扰动,在特定坐标下体现为度规中尺度因子的量子)。很难想象,度规的一些分量是量子化的,另一些分量不能量子化。
  3. 黑洞熵与霍金辐射。如果不量子化引力,黑洞作为引力的真空解,且考虑无毛定理,不应具有为数巨大但有限的微观状态。
  4. 引力的紫外灾难。如果引力波不量子化,热平衡的引力波气体的统计力学不自洽。
  5. 弦理论。作为目前唯一广泛认为自洽的、紫外完备的引力理论,弦理论中引力子是自然出现并量子化的。即使你不相信作为万物理论的弦理论,也应承认弦理论为量子引力提供了一个例子。
  6. 作用量原理。描述引力和物质最简洁的方式是作用量原理。而作用量原理具有量子起源。

科学研究对新想法是开放的。如果你有一个理论,不去量子化引力,与目前所有实验都不矛盾,并且,能自然解释上述大部分支持引力量子化的间接理由,自然大家会严肃对待这样的理论。确实有人严肃地思考这个问题,但这样的理论非常难构造,我不认为市面上存在靠谱的理论。

最后,开篇说,我们可预见的将来都不会直接看到引力子。但是,有一种比以上讨论都直接的实验方法,虽然还没有发现,但每天都在获得新进展,就是原初引力波实验。原初引力波实验,探测的是早期宇宙的引力子穿出视界,形成的遗迹。看到原初引力波,就在实验上进一步确认了引力子的存在。




  

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