爱因斯坦未能完成的统一场理论,物理学家依然在探索,且初见成效
爱因斯坦的梦想依然有人追随
阿尔伯特·爱因斯坦无疑是那个年代最伟大的物理学家之一,在人到晚年的时候,他曾苦苦的追寻那难以解释的统一场,试图用理论统一所有的自然力量,但最后也是以失望而告终。不过他的这个梦想却没有泯灭,因为有一小群理论物理学家一直坚持着对他统一场理论进行研究,而且还有了一定成果,虽然目前还不能把各种物理现象所表现的相互作用统一,但这个成果却可以解释现代科学面临的一些问题。
广义相对论的缺陷
爱因斯坦的“广义相对论”预测并解释了宇宙中的很多奇怪现象,包括光在大质量物体周围的弯曲和黑洞的形成等等,虽然广义相对论认为黑洞应该存在,但当它试图描述黑洞的核心时,广义相对论就完全崩溃了。在亚原子尺度下,量子力学起着支配作用,当引力变得强而短距离时,广义相对论甚至无法做出预测。这些是我们知道广义相对论不足的地方,但除此之外,天文学家还注意到了两种现象,这两种现象也不能完全用广义相对论解释,这两种现象就是:宇宙中所谓的暗物质)的存在;宇宙正在加速膨胀 (这被认为是由尚不为人知的暗能量引起的)。
爱因斯坦的梦想
爱因斯坦本人也曾试图突破“广义相对论”的极限,但激发他这么做的原因,并不是黑洞奇点或加速宇宙的谜题,相反,爱因斯坦被一个更高的目标所驱使着,他试图将所有已知的物理定律统一在一种单一的数学框架中。一边是引力,以现在著名的广义相对论为代表,另一边是电磁学,以麦克斯韦方程为代表。
广义相对论2.0版本
在他试图建立一个关于一切的超级理论的过程中,爱因斯坦引入了“广义相对论2.0”版本。基本版本的相对论关心的是时空曲率,因为事实证明,只需要曲率来解释引力,但2.0版本更关注的是时空扭曲或扭转。爱因斯坦曾希望时空的弯曲会以某种方式与电磁学有关,但遗憾的是,他找不到任何解决方案,所以新的理论也随着他的去世而消亡。
弦理论以及远距平行引力
但其他物理学家从未放弃这个梦想,从那时起,他们就一直试图沿着爱因斯坦的足迹,继续为统一物理学而付出,因此“弦理论”诞生,它是比较成熟的概念之一,它认为所有的粒子都是微小振动的弦。但弦理论不是基于爱因斯坦关于时空弯曲的最初观点而产生的,所以物理学家们又从相对论出发,由这个角度重新审视了这个最初观点,于是诞生了“远距平行引力”。
远距平行引力理论的来历
“远距平行引力”这个名字来自爱因斯坦的几何框架中,他检验了远距离平行线的本质,即探索时空的曲率和弯曲是如何影响物质和能量的运动。虽然物理学家并不认为这个理论可以统一物理学,但是它可能是引力新理论的一个补充。因为理论物理学家已经使用“远距平行引力”来解释宇宙的加速膨胀了,即大爆炸后的早期宇宙膨胀时,和最近一个观察之间的冲突等问题的不同测量宇宙膨胀速度。换句话说,远距平行引力已被证明是具有一定预测性的。
远距平行引力理论与弦理论结合
“远距平行引力”可能是一个有用的研究引力的新方法,不过它并没有揭示基本物理学定律,相反,物理学家们一直在使用“弦理论”来做这项工作,所以自然就产生了一个问题,号称是万物终极理论的弦理论,如果远距平行引力理论可以解决所有这些棘手的问题,比如暗物质和暗能量,那么这两者到底是弦理论的自然结果流动,还是这两条独立的线彼此没有任何联系呢?所以,理论物理学家已经开始将远距平行引力理论与弦理论结合起来,远距平行引力理论将作为弦理论的一个补充和扩展。
两种理论的结合或许能完成爱因斯坦的夙愿
关于这两种理论的结合还是有很多工作要做,如果得到进一步的证实,那么物理学中将从此增加一项新的理论“远距平行引力弦理论”,虽然与爱因斯坦预想的方式不同,但他的梦想终归是实现了,而物理学也将迎来一次较大的飞跃。朋友们,有什么需要讨论的、或者你有什么见解,我们评论区见!