廣義相對論和量子力學為何不可相容?

時間 2021-05-07 13:03:50

1樓:立場決定對錯

因為科學家在目前階段還沒有發現「引力子」的存在。通過科學家們的模型推理和實驗得知,量子力學上的電磁力、強相互力和弱相互力是玻色子在費公尺子間傳遞相互作用的現象。而廣義相對論上的引力尚未發現可以傳遞相互作用的粒子的存在。

2樓:朱成斌

現在物理標準模型是擊碎原子分了再分出來的,不一定是原子的真實模型。

我『們從現代物理實驗觀測到粒子的↑↓丶↓↑、↑↑、↓↓左旋右旋上旋下旋,把左旋右旋來統一概括

↓)(↓是中心一前一後糾纏的2個粒子同向下旋,

(↑ ↓)是中心左邊、粒子向下左旋向上旋彎曲回到中心左邊再向下迴圈的左旋運動。

(↓ ↑)是中心右邊粒子向下運動右旋向上彎曲回到中心右邊再向下迴圈右旋運動。

泡利不相容原理,↓)(↓中心的這對向下旋的兩個粒子必須是一前一後糾纏通過中心這個點。

正因中心↓)(↓左旋粒子右旋粒子是一先一后糾纏向下運動,∴先觀測到(↑是左旋向上的粒子,就知↑)是右旋向上的粒子。反之先觀測到↑)是右旋向上的粒子,就知(↑是左旋向上的粒子。

或正因中心粒子↑)(↑向上旋是一前一後分發(↓向下左旋,↓)向下右旋,這就不存在超光速難題的。

3樓:

廣義相對論是乙個是背景無關的經典理論,它的數學框架是黎曼幾何和纖維叢幾何(非線性的結構),量子力學是乙個背景相關的量子理論,它的數學框架是線性代數和泛函分析(線性結構)。乙個背景無關,乙個背景相關,把兩種融合起來,有很大的概念上的困難。儘管如此,二者仍然於很強的共存關係(量子力學幫助人們把廣義相對論從外爾幾何中挑選出來)。

4樓:

因為引力子是無質量自旋為2的粒子,而對於乙個具有守恆能動張量 的3+1維量子場論,Weinberg-Witten 定理不允許其存在helicity 1" eeimg="1"/>的無質量粒子。

5樓:jim shi

廣義相對論可以有量子效應(算是量子力學的內容吧):有簡單的近平直時空的有引力子,有近德西特宇宙裡的原初引力波和標量擾動譜,有哈密頓系統分析的宇宙波函式,還有其他可以的二次量子化的數學套路和形式。但是場論計算套路的那個東西發散了。

廣義相對論在弱引力下應該可以計算萬有引力散射截面。好多估計有價值的量子現象就是搞個非對易的東西,差不多可行就繼續搞。這裡我只是純臆想這裡的套路深似海。

6樓:Trivial

正確的說法應該是廣義相對論,或者說引力理論和量子場論不相容,其原因就是引力遵循全息原理,bulk(體)內的物理可以由表面上的自由度來描述,必然違反了定域性。而量子場論是定域的。

而我覺得引力理論和量子力學並不一定是矛盾的,畢竟量子力學中也有非定域的性質,也就是量子糾纏。通過糾纏,構造模型,來實現引力的全息性是可以的。只不過目前具體的機制還不清楚。

所以目前可以知道的只是量子引力理論一定不是場論。

7樓:

因為量子力學是非局域性的!哪怕波函式擴散到整個宇宙,一測量,也瞬間塌縮成一點。

這和廣義相對論的平滑連續時空矛盾。

然而最新的研究發現,量子力學中的量子糾纏可以和廣義相對論中的愛因斯坦羅森橋相容。

或許量子力學效應就是微觀經典點粒子在無數充滿空間的蟲洞中穿梭產生的。希望有生之年能看到二者的統一。

8樓:小花貓

定性的不相容在於,廣義相對論的基礎等效原理,嚴格地只能在無窮小局域空間內成立,而量子力學不承認有無窮小的量。這是量子力學的不連續性和廣義相對論的連續性之間根本的矛盾。

我相信新理論的突破就在等效原理上面。

9樓:

通過要求量子理論滿足Poincare對稱性得到的理論就是量子場論,這一點在溫伯格的量子場論I中說得很清楚。其中自旋為2的場描述的就是廣義相對論,但這樣得到的理論是不可重整化。

未完待續

10樓:仰望星空

從粒子對撞的實驗可以看出,粒子之間是很難接觸到一起的,即它們之間是接觸不到核心部分的,如散射實驗,然而有些粒子卻可以輕易接觸,即異性電荷粒子之間的耦合或湮滅,這樣的結合根本不用在高能量下既可實現,對於斥力方面,只要突破斥力的極限既可實現接觸,然而對於蒲朗克尺度來說,現在的觀測尺度才到十的負十八次方公尺的數量級,在接觸的過程中,是否真正達到蒲朗克距離而發生耦合或湮滅的,

11樓:Massless

這個問題問的不對。廣義相對論和量子力學/量子場論不僅是相容的,而且在一些條件下是等價的。

具體可以參見:

什麼是 AdS / CFT ? - 飛魚的回答至於為什麼表面上兩個理論差別巨大,我覺得是因為在量子引力裡,自由度不是定域的。所以它和(同一維度)量子場論在自由度數量上有很大的差距。

12樓:走神的shannon

問這種問題是不會得到滿意的答案的。原理上不可能有人說清楚(否則新的理論早就被創造出來了),技術上的回答又不是一眼就能夠看明白的(比如不可重正化樓主明白是什麼意思嗎?)。

說再多終究都是空談,還是省省吧。

如何比較全面的理解廣義相對論和量子力學之間的矛盾?

phi 這個我還沒見過有人像Hilbert提出23個問題那樣清楚表述過。有時候你表述清楚乙個問題就已經很不容易,兩者的矛盾體現在很多方面,例如電磁力 弱力可以用量子場論的語言清楚的表述 預言。但是按同樣的方法量子化引力時,你會遇到問題,我知道的例如不可重整問題。另外在黑洞和宇宙早期,相對論作為乙個經...

量子力學和廣義相對論的不相容處誕生了弦論嗎?

並不是,我們知道四大相互作用分別是電磁相互作用,強相互作用,弱相互作用,引力相互作用。量子力學是描述微觀量子現象的一套語言。微觀粒子的運動行為和物理定律讓經典力學和相對論力學都不適用。量子力學成功描述了電子,光子等微觀粒子單獨的物理規律後,就要考慮如何引入各種相互作用。量子力學和電磁相互作用統一起來...

量子力學和相對論的差異在哪?

程巖 根本差異在於基本假設。基本假設是乙個 物理 理論的根本,一切應用和結論都是基本假設推導出來的。比如牛頓力學的基本假設就是牛頓三定律。量子力學的就很抽象了,也比較多我還記得兩條 1.波函式的平方代表概率 概率波假設 2.所有對應物理量的算符必須是厄公尺算符 保證客觀測量是實數 N久沒唱歌 量子力...