英國倫敦大學(xué)學(xué)院（UCL）物理學(xué)家4日在《物理評論X》和《自然·通訊》上發(fā)表的兩篇論文中提出了一種驚人的理論，該理論統(tǒng)一了引力和量子力學(xué)，同時(shí)保留了愛因斯坦的經(jīng)典時(shí)空概念。
現(xiàn)代物理學(xué)建立在兩大支柱之上：一個(gè)是量子理論，它控制著宇宙中最小的粒子；另一個(gè)是愛因斯坦的廣義相對論，它通過時(shí)空彎曲來解釋引力。但這兩種理論相互矛盾，一個(gè)多世紀(jì)以來一直難以達(dá)成和解。
普遍的假設(shè)是，愛因斯坦的引力理論必須被修改或“量子化”，以適應(yīng)量子理論。但研究團(tuán)隊(duì)此次在《物理評論X》上提出的“經(jīng)典引力的后量子理論”挑戰(zhàn)了這一假設(shè)，并表明時(shí)空可能是經(jīng)典的，也就是說，根本不受量子理論的支配。
新理論不是修改時(shí)空，而是修改量子理論，并預(yù)測由時(shí)空本身介導(dǎo)的可預(yù)測性的內(nèi)在崩潰。這會導(dǎo)致時(shí)空發(fā)生隨機(jī)劇烈的波動，其幅度比量子理論設(shè)想的要大，如果測量足夠精確，物體的表觀重量將變得不可預(yù)測。
發(fā)表在《自然·通訊》的論文則提出了一個(gè)實(shí)驗(yàn)來測試該理論：非常精確地測量質(zhì)量，觀測它的重量是否隨著時(shí)間的推移出現(xiàn)波動。
研究證明，如果時(shí)空不具有量子性質(zhì)，那么時(shí)空曲率必然存在隨機(jī)波動，這種波動具有可通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的特定特征。
雖然實(shí)驗(yàn)概念很簡單，但物體的稱重需要極其精確。研究闡明了兩個(gè)可測量的量之間的明確關(guān)系——時(shí)空漲落的規(guī)模，以及原子或蘋果等物體可在兩個(gè)不同位置的量子疊加中保持多長時(shí)間。
這一理論的出發(fā)點(diǎn)，是研究人員試圖解決黑洞信息問題。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)量子理論，進(jìn)入黑洞的物體信息不會被破壞，但這違反了廣義相對論（廣義相對論認(rèn)為永遠(yuǎn)無法了解穿過黑洞事件視界的物體）。而由于可預(yù)測性的根本崩潰，新理論允許信息被破壞。
（記者張夢然）