“裸”奇点揭示了量子时空的什么
adbobe stock/Erika Eros/Alamy/collarge ryan wills 在黑洞深处，宇宙扭曲得超乎想象。在这里，在密度无限大的某个无限小点上，宇宙的结构扭曲得如此离谱，以至于描述质量如何弯曲时空的阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论不再有意义。在奇点处，我们的理解土崩瓦解。 尽管奇点令人望而生畏，但每个奇点至少都安全地藏在黑洞的事件视界内，也就是我们无法看见的边界之外。这不仅使它们不被人看到，而且还阻止了它们预示的未知影响（即不可预测性的恐怖）渗入更广阔的宇宙。但如果奇点最终可以存在于黑洞之外呢？ 近年来，广义相对论证明了这一点，这为这个问题提供了新的动力，促使理论学家从更深层次的角度探究奇点，将最新探索引力量子基础的见解融入其中。他们已经意识到，这种新方法“颠覆了”我们对奇点的看法， 内塔·恩格尔哈特 在麻省理工学院。 公平警告：这项工作将带我们进入一些复杂的物理学。但通过以这种方式处理奇点，恩格尔哈特和她的同事正在破译量子领域和经典引力之间的神秘联系——并强化了革命性的想法……
不确定的因果关系如何引导我们建立量子引力理论
杯子掉下来会导致它摔碎——是吗？ 阳光明媚/盖蒂图片社 你把杯子掉在地上，杯子就碎了。我按一下电灯开关，灯泡就亮了。因果相随——这是宇宙的一条铁律。也许，除了在基本层面上。因为当我们处理电灯开关背后的电子和灯泡中将电能转化为光的原子时，因果关系似乎要模糊得多。 2017 年，奥地利维也纳大学的一个研究小组描述了一项实验，该实验表明，在原子和粒子的量子领域，不可能说出哪些观察结果是结果，哪些是原因。用进行实验的研究人员的话来说，这是“首次对具有不确定因果顺序的过程做出决定性证明”。 然而更广泛的研究界并没有放弃他们的咖啡杯。 相反，至少对于一些寻求弄清楚时空从何而来的人来说，这是一个受欢迎的消息。 对他们来说，一种量子引力理论（其中时空将是宇宙更基本成分的一种突现属性）可能必然缺乏日常生活中明确的单向因果关系。 正如阿尔伯特·爱因斯坦的相对论所描述的，时空在定义事件顺序时已经存在一些模糊性。 人们以不同的方式穿越时空，有不同的“参照系”，而那些以不同方式移动的人并不总是…… 1716282281 #不确定的因果关系如何引导我们建立量子引力理论 2024-05-20 17:00:00
微型磁铁可以帮助测量量子尺度上的重力
所有物体都会产生引力，无论多小 卡尔·多伦克/BeholdingEye/盖蒂图片社 一种可以测量重量小于一粒花粉的粒子的重力的装置可以帮助我们了解如何 重力作用 在量子世界中。 尽管重力让你粘在地面上，但它是我们所知的最弱的力。 只有非常大的物体，如行星和恒星，才会产生足够的引力，以便于测量。 做同样的事情 非常小的物体在量子领域的微小距离和质量上，这是极其困难的，部分原因是力的尺寸极小，但也因为附近较大的物体可以压倒信号。 现在 亨德里克·乌布利希 英国南安普顿大学的 Dr. 和他的同事开发了一种在小尺度上测量重力的新方法，方法是使用重约 0.5 毫克的微型钕磁铁，该磁铁通过磁场悬浮以抵消地球重力。 由附近物体的重力影响产生的磁体磁场的微小变化可以转换为重力的测量。 整个装置被冷却到几乎绝对为零，并悬挂在弹簧系统中，以最大限度地减少外力。 该探测器可以测量重量仅为几微克的物体的引力。 “你可以提高灵敏度，并将重力研究推向一个新的领域，”乌布利希说。 他和他的团队发现，当一个 1 公斤的测试质量在附近旋转时，他们可以测量到粒子上 30 阿托牛顿的力。 阿托牛顿是十亿分之一牛顿的十亿分之一。 一个限制是测试质量必须以正确的速度运动才能与磁铁产生重力共振，否则力将不足以被拾取。 实验的下一阶段是将测试质量缩小到与磁性粒子相似的尺寸，以便在粒子表现出纠缠或叠加等量子效应的同时测试重力。 乌布利希说，这将很困难，因为如此小的质量将要求实验的所有其他部分都非常精确，例如两个粒子之间的精确距离。 达到这个阶段可能至少需要十年的时间。 “他们甚至尝试了这种测量，这一事实令我难以置信，”说 朱利安·斯特林是一位英国工程师，因为很难将其他引力效应与其探测器质量隔离开来。 斯特林说，研究人员需要弄清楚如何最大限度地减少抗振动系统的重力影响，因为在本次实验中，它似乎对悬浮粒子产生了微小但明显的影响。 主题：