科学家们可能已经發現了一种來简化引力的方法。它可能改变我们知道它的物理学

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Caroline Delbert

Tue, May 20, 2025 at 9:00 PM GMT+9·

专家可能已经發現了一种來简化引力的方法。 Science Photo Library - MARK GARLICK - Getty Images

這裏是您将从这个故事中学到的。

·                                 一篇新论文用一個简化模型来证明量子物理学和标准物理学之间的引力能被统一。

·                                 更简单的模型仍然满足一個稳健统一引力理论的既定要求。

·                                 即便这个理论没有被证明革命性的，它表明新的思维方式是可能的。

芬兰的两位科学家正在声称已经推进了一個引力包括“一个完整的、可再正規化的量子引力理论”的统一理论的事业。长期以来，物理学家一直试图将引力与标准物理学模型以一種通过同类比较的意义融合——我们如何能用可测量的事物以一種与标准模型如何描述电磁力、弱力和强力的方式對齊描述引力？按照两人的出現在现已同行评审期刊《物理学进展报告》（Reports on Progress in Physics）上的新研究，位于一种叫一個定規的特殊理论中。

一個定規是一种來测量与其他東西是可比較的某些東西的方法，如印度的窄轨铁路。在物理学中，定规理論帮助科学家采用所有他们知道的可测量的東西并将它们对齐以發現共性或定义。使用一个古老的英语表达方式，我们能将一隻鸭子定义为某些像一隻鸭子一样走路和嘎嘎叫的东西。一旦某些東西是一個諺語的鸭子，许多其他属性如它的颜色、大小或原产地不能改变它的鸭子性。鸭子性定規只需要蹒跚学步和嘎嘎叫。

在本論文中，物理学家米攷（Mikko Partanen） 和巨卡（Jukka Tulkki ）将宇宙大的变成一堆重叠的像整个标准模型的缩影一樣行爲的有限对称关系。他们描述一个有八个维度的系统，然后将它分解为多个部分，每个部分用這些維度的四个。最后，他们写道，“空时维度场的成分的四個对称性被用来推导一个定规理論，叫统一引力”。

基本上，他们的目标是發現数学上最小的仍然可以對一個统一引力理论所需的所有规则堅持成立的模型（将标准模型和量子物理学統一）。这项工作在一個简化的“玩具模型”和一個完整的空时模型的复杂性之间發現了一个中间地带。关键之一是在一個定规内许多项能简单地被抵消掉，就像你在代数和微积分中已經学习的那样。

米攷和巨卡声称，通过用新的（但等效的）值替换他們公式的一部分，他们已經创建了一个不再依赖一個有争议的变量的定规模型。他们总结道，“与以前的引力定规理论相比，在环图计算中遇到的所有无穷大都能被重新定义理论的少量参数吸收，就像在标准模型定规理论中一样”。换句话说，引力可能不需要像我们已經弄得它一樣的那么复杂——至少数学上。

本研究中的一个关键术语是正規化或再正規化。这是一种将现实（以及它之内可观的质）与一個模型的纯数学匹配的形式。任何统一引力理论都一定對我们在我们这部分空时中或宇宙中任何其他地方如何测量引力堅持成立。

科学家们选择了一个紧凑的模型而不是一个非紧凑的模型，这意味着他们的模型没有任何他们不确定如何來分类的缺失部分。没有嘎嘎叫的鱼或蹒跚学步的长颈鹿搞亂成一個鸭子一定是的。