空间和时间是不是量子化的？
发布时间：2023-03-04 12:34:04 所属栏目：外闻 来源：
导读：纵观科学史，了解宇宙的主要目标之一是发现最基本的东西。在现代宏观世界中，我们观察到的许多事物都是由较小的粒子组成的，并且可以根据控制微观粒子的基本规律产生。万物都是由基本物质组成的想法可以追溯到几千年
|
纵观科学史，了解宇宙的主要目标之一是发现最基本的东西。在现代宏观世界中，我们观察到的许多事物都是由较小的粒子组成的，并且可以根据控制微观粒子的基本规律产生。万物都是由基本物质组成的想法可以追溯到几千年前，这个概念引领我们从炼金术到化学，在讨论粒子物理学的标准模型之前,首先将粒子物理的理论推演为量子宇宙的概念。 但即使有令人信服的证据表明宇宙中的所有基本实体在某种程度上都是量子化的，这并不意味着所有的东西都是离散的和量子化的。只要我们不能完全理解量子层面上的引力，时空在基本层面上仍然是连续的。 这就是我们现在所知道的。 根据量子力学，如果尺度足够小，任何含有能量的东西，无论是有质量的（就像电子）还是无质量的（就像光子），都可以分解成单独的量子。这些量子可以被认为是能量包，有时是粒子，有时是波，这取决于它们与什么相互作用。 自然界中的一切都遵循量子物理定律，适用于越来越大系统的“经典”定律（至少在理论上）可以从更基本的量子规则中推导出来。但并不是所有事物都是离散的，或者可以划分为局部区域空间。 例如，如果有一个金属导电带，如果你想知道“导电带中的电子在哪里”，请注意这里没有色散。电子可以在导电带的任何地方连续存在。自由光子可以有任何波长和能量，这里没有色散。仅仅因为某些东西在本质上是量子化的或量子化的，我们不能说它的一切都是离散的。 时空可以量化的概念可以追溯到海森堡这个极为出色的物理学家。 海森堡以发现不确定性原理而闻名，这从根本上限制了我们同时测量量子位置和动量的能力。他意识到，当试图计算量子场论中的某些量时，它们的结果是发散的或趋于无穷大。 海森堡发现，如果我们假设空间的最小距离尺度，这些无限将消失。在物理上，这个理论被重新表述，这意味着我们可以合理地计算事物。 想象一下，把一个量子粒子放在一个盒子里，粒子在哪里？我们可以测量这一点，并且会有一个与之相关的不确定性：不确定性和ħ/L成正比，其中ħ是约化普朗克常数，L是盒子的大小。 一般来说，不确定部分（ħ/50）与主体本身相比，它很小，但如果L太小，情况就不是这样了。事实上，如果L很小，添加我们通常忽略的附加项，例如（ħ/50）^2，我们将得到更大的校正值。这就是为什么我们经常引入“截止刻度”，即最小刻度的L。这个最小距离尺度可以为我们在量子物理学中省去很多麻烦。 当考虑到非量子化的引力时，会发现引力放大了海森堡提处的位置的固有不确定性。普朗克长度（约1.6×10^-35米）是长度的下限。低于此长度的距离没有意义。自20世纪90年代以来，这一观点成为弦理论的新体现。 但我们没有关于引力的最终理论，所以我们不知道这个问题是否真的意味着空间是离散的。当海森堡试图重组费米的β衰变理论时，最初的问题出现了。如果没有最小长度范围，则无法工作。然而，由于弱理论和标准模型的发展，我们不再需要离散的最小长度尺度来处理放射性衰变。没有它，更好的理论也能奏效。这项研究的结果表明，如果一个物体的质量足够大，它就可以通过引力的方式将其周围的空间拉伸到一个新的范围。 （编辑：聊城站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
站长推荐