弦理論 量子理論 廣義相對論都是如何解釋重力的?

時間 2021-05-31 17:28:02

1樓:馬晨

不請自來,畢竟算是本專業。

從相對論開始。我們高中時經常寫下的式子,如果其中的力用引力代替:;我們會下意識地約掉兩個,而正是這一點使得我們可以把一種「力」歸結為空間的性質,而與具體的物體無關:

因為方程中不出現質量。

現在,引力不再是一種力了,而如果乙個物體不受力,它應當沿著直線運動;所以引力的作用,就是讓物體看來的「直線」,在我們旁人看來成為「曲線」,也就是所謂的空間彎曲。

量子理論把「力」描述成通過傳播粒子的相互作用。在某一點上,粒子A發射乙個粒子,被B在另乙個點上接收到,這樣就完成了一次相互作用;在這種描述下,應當有「引力子」這種粒子存在,但是現在並沒有被觀測到。

但是要注意,量子理論和相對論的結合並不是顯而易見的,就算是理論預言的引力子,也不是通過簡單地把相對論和量子場論放在一起完成的。兩個理論有乙個矛盾:由於量子場論把相互作用處理成在乙個點上發生的,從而使得引力的計算得到發散的結果;弦論是解決這個問題的一種方法:

弦作為一維的物體,使得相互作用不再發生在點上,於是解決了發散的問題。這時候,引力就是弦發射弦,弦接受弦的相互作用了。

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