物理学家已经开发了一种新的方法来解决理论物理学中最持久的问题之一：将重力与量子世界结合在一起。
在最近发表在《杂志》上的论文中 关于物理进展的报告，科学家概述了重新印度的重新制定，这可能会导致完全兼容的描述＆mdash;不调用更投机模型所需的额外维度或异国情调的特征，例如 弦理论。
提案的核心是重新思考重力在基本层面的行为。尽管使用量子场理论＆mdash描述了电磁，弱和强力；一个数学框架，结合了不确定性和波颗粒偶性＆mdash; 重力 仍然是离群值。爱因斯坦的重力理论一般相对论是一种纯粹的古典理论，将重力描述为质量和能量对时空几何形状的扭曲。但是，试图将量子理论与一般相对论混合在一起通常会陷入致命的数学不一致之中，例如无限概率。
新方法以反映已知量子场理论的结构的方式重新解释了重力场。“关键发现是，我们的理论以类似于标准模型的其他基本相互作用的方式提供了一种新的量子重力方法。” Mikko Partanen，芬兰阿尔托大学的物理学家在一封电子邮件中告诉现场科学。
他们的模型中的重力不是弯曲的时空，而是由四个相互关联的场介导的，每个场都类似于控制电磁的场。这些场对质量的反应与电场和磁场对电荷和电流的响应几乎相同。他们还相互互动，并与 标准型号 以经典级别再现一般相对性的方式，同时允许量子效应始终如一地纳入。
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由于新模型反映了公认的量子理论的结构，因此它避开了历史上阻碍量化一般相对性的努力的数学问题。根据作者的说法，他们的框架产生了明确的量子理论，避免了常见问题＆mdash;例如，可观察量的非物理无限性和物理过程的负概率＆mdash;通常，使用常规，直接的方法对一般相对性进行量化时，通常会出现。
该方法的关键优势是它的简单性。与许多需要未检测到的粒子和其他力的量子重力模型不同，该理论坚持熟悉的地形。
“与许多其他量子重力理论相比，主要优点或差异是我们的理论不需要尚未直接实验支持的额外维度，” Jukka Tulkki阿尔托大学的教授，论文的合着者在一封电子邮件中告诉《现场科学》。“此外，该理论不需要以外的任何自由参数。”
这意味着可以对理论进行测试，而无需等待发现新粒子或修改现有的物理定律。Tulkki补充说：“任何未来的量子重力实验都可以直接用于测试该理论的任何（即将到来的）预测。”
尽管具有有希望的功能，但该模型仍处于早期阶段。尽管初步计算表明该理论在通常的一致性检查下表现良好，但其一致性的完整证明仍有待解决。
此外，该框架尚未应用于引力物理学中最深层的问题，例如 黑洞的奇异性 或大爆炸的物理学。Partanen说：“该理论尚未能够应对这些主要挑战，但将来有潜力。”
实验验证可能更难以捉摸。重力是已知力中最弱的，其量子方面非常微妙。量子重力效应的直接测试超出了当前仪器的范围。
Tulkki说：“由于重力相互作用的弱点，测试量子重力效应具有挑战性。”尽管如此，由于该理论不包含可调参数，因此任何未来探测量子引力行为的实验都可以证实＆mdash;或排除＆mdash;新建议。
Partanen说：“鉴于当前的理论和观察性进步的速度，可能需要几十年的时间才能实现第一个实验突破，从而使我们直接证明了量子重力效应。”“可以通过先进的观察来获得间接证据。”
目前，Partanen和Tulkki的作品为寻找重力量子理论的理论家打开了一个新的方向。一个保持在粒子物理的成功框架的同时，可能会解锁宇宙中一些最深刻的奥秘。
