這新的方程式可以結合物理學裡的兩大理論: 廣義相對論和量子力學!

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在最近發表的研究報告中,史丹佛理論物理科學家發展出一個新的方程式,這個方程式說廣義相對論和量子力學的關鍵連結,能夠在奇怪的時空隧道中找到,那些隧道就是蟲洞。

至今物理界仍解不開的問題,是關於廣義相對論和量子力學,這是我們用來解釋宇宙的兩大傑出理論,各有各的道理,等你試著把它們併在一塊,就怎麼也算不出來結果了。

但有個史丹佛理論物理科學家,他最近想到一個新方程式,他們推測這個方程式是,在蟲洞這樣奇怪的時空隧道中,可以找到兩套理論之間的關鍵聯繫。

方程式可謂出乎意料的簡單:ER = EPR。

基本上這個方程式不是以數值組成的,但是代表了理論物理學中幾個關鍵名稱。

方程式左邊的ER是愛因斯坦和他的助手羅森,指的是1935年他們共同執筆的那份蟲洞研究,蟲洞在學術上又被稱為愛因斯坦-羅森橋(EinsteinRosen bridge)。

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方程式右邊是愛因斯坦、助手羅森(Nathan Rosen)以及波多斯基(Boris Podolsky)在同年一起寫的研究,內容關於量子糾纏(quantum entanglement)。

2013年回歸研究的史丹佛大學物理學家Leonard Susskind以及普林斯頓高等研究院的Juan Maldacena,推測這兩份研究報告敘述得很可能是同一件事,這件事在物理界中從古至今都沒人想過,包括愛因斯坦他自己。

Leonard Susskind回過頭來討論他假設事實為真的情況,但首先,我們必須把這個方程式分成幾塊來看。

首先愛因斯坦廣義相對論中,必要條件是蟲洞就像宇宙兩地之間的通道。

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理論上,你掉進蟲洞任一端,你會以幾乎是瞬間移動的方式出現在另一端,儘管你是在宇宙中的極地也是如此。

但蟲洞不只是宇宙中前往異地的門道而已,也是宇宙中兩個時空的穿越門,就像科普作家卡爾.薩根(Carl Sagan, 1934- 1996)曾言:「你可能會從宇宙中另一個時空跑出來。」

換句話說,量子力學敘述兩個粒子之間能夠以無法阻擋的方式互動,確實分享共同的存在。

這就是說,不管其中一個粒子發生什麼事,馬上會影響到另外一個,就算它們相隔的距離是以光年計算。

好,那麼現在我們把兩個理論結合起來。

在Leonard Susskind的新研究報告中,他提出一個這樣的腳本,假設Alice和Bob分別都拿了一把糾纏在一塊的粒子,Alice從兩人手中的粒子團各拿了一個粒子出來,Bob也是,兩個人都有超音速噴射機,他們從宇宙中相反方向飛行。

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到達他們各自的位子後,Alice和Bob用很大的力量把粒子打碎,製造出兩個黑洞。

Leonard Susskind說,結果是,兩個在宇宙兩端的糾纏黑洞透過巨大的蟲洞連結在一起。

Tom Siegfried在接受Science News訪談時提到:「如果ER=EPR為真,那麼蟲洞就能把黑洞串連在一起,因此量子力學才能敘述如何利用蟲洞幾何學。」

Tom Siegfried還補充說:「更驚人的是,兩團糾纏的亞原子粒子儘管是獨立的,也透過某種量子蟲洞而有所聯繫。愛因斯坦的引力方程式說,由於蟲洞是扭曲的時空,量子力學鑑定蟲洞會在重力和量子力學間塑造出連結。」

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Leonard Susskind是對的嗎?現在斷言還言之過早,還得等到他的研究在arXiv.org預先公開,接受到同行細細審閱時,這個研究才正式經過同行複審的過程。

Tom Siegfried指出Leonard Susskind不是唯一朝這個方向研究的人,今年初,加州理工學院的物理學家就想到一個類似的假設,他們當時正企圖呈現量子狀態的異動如何與幾何時空曲線產生聯結。

其中,Sean M. Carroll在部落格發表了這個假設,他表示,大部分能量與時空曲率之間最自然的關係,是愛因斯坦廣義相對論方程式所提供的。

他並表示:「這個主張是說重力,也就是時空曲率造成的能量或者動量,是非常引人注目的形式,在量子力學中得到它並不難,因為它是自動的,或至少是最自然而然就會出現的東西。」

我們等著看是否ER=EPR或一些有近親關係的方程式能夠證實這個理論,但是這想法絕對是值得令人深思,Leonard Susskind也讓人不禁好奇他是否已經得到什麼結果了。

Leonard Susskind寫道:「對我而言,很顯然似乎ER = EPR就是真的,這可是個不得了的說法,一定會影響量子力學的詮釋和基礎。如果我是對的,量子力學和重力之間的關係,可遠比我們想像的還要來得密切。」

來源: Futurism

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