英國倫敦大學學院（UCL）物理學家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，同時保留了愛因斯坦的經(jīng)典時空概念。
現(xiàn)代物理學建立在兩大支柱之上：一個是量子理論，它控制著宇宙中最小的粒子；另一個是愛因斯坦的廣義相對論，它通過時空彎曲來解釋引力。但這兩種理論相互矛盾，一個多世紀以來一直難以達成和解。
普遍的假設是，愛因斯坦的引力理論必須被修改或“量子化”，以適應量子理論。但研究團隊此次在《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，并表明時空可能是經(jīng)典的，也就是說，根本不受量子理論的支配。
新理論不是修改時空，而是修改量子理論，并預測由時空本身介導的可預測性的內(nèi)在崩潰。這會導致時空發(fā)生隨機劇烈的波動，其幅度比量子理論設想的要大，如果測量足夠精確，物體的表觀重量將變得不可預測。
發(fā)表在《自然·通訊》的論文則提出了一個實驗來測試該理論：非常精確地測量質(zhì)量，觀測它的重量是否隨著時間的推移出現(xiàn)波動。
研究證明，如果時空不具有量子性質(zhì)，那么時空曲率必然存在隨機波動，這種波動具有可通過實驗驗證的特定特征。
雖然實驗概念很簡單，但物體的稱重需要極其精確。研究闡明了兩個可測量的量之間的明確關系——時空漲落的規(guī)模，以及原子或蘋果等物體可在兩個不同位置的量子疊加中保持多長時間。
這一理論的出發(fā)點，是研究人員試圖解決黑洞信息問題。根據(jù)標準量子理論，進入黑洞的物體信息不會被破壞，但這違反了廣義相對論（廣義相對論認為永遠無法了解穿過黑洞事件視界的物體）。而由于可預測性的根本崩潰，新理論允許信息被破壞。
（記者張夢然）