量子理論和廣義相對論是如何統一的是什麼意思

2021-03-07 10:08:09 字數 3034 閱讀 7778

1樓:枕邊吹風會

量子理論和廣義相對論統一性:

此前量子場論的建立,使狹義相對論與量子力學成功統一。但廣義相對論與量子力學的統一至今仍是理論物理界的研究熱點。

「廣義相對論基於彎曲時空動力學,因此存在時空平移對稱性和能量動量守恆定律不再成立,無法很好地定義和度量時間間隔和空間間隔等問題。」引力量子場論假定自然界基本規律與時空座標和標度選取無關,並且遵循局域規範不變原理。該理論通過雙標架四維時空概念,可解決上述問題。

在引力量子場論框架下,可統一描述引力、電磁力、弱力、強力四種基本作用力,而且可匯出含有引力場效應的所有量子場運動方程和所有基本對稱性對應的守恆定律。「就好比牛頓運動理論可作為狹義相對論在低能狀態的表述,愛因斯坦的廣義相對論可作為引力量子場論的低能有效理論。此外,引力量子場論中的量子效應可解釋早期宇宙暴脹。

」引力量子場論的建立不僅對理解宇宙的起源和演化至關重要,而且對量子理論本身的普適性和自洽性起著根本性作用。

2樓:匿名使用者

這個叫彎曲時空量子場,就是把引力場量子化為引力子,可以類比於量子電動力學中把電磁場量子化為光子的過程。

3樓:張嘉年

廣義相對論研究的物件是-宇宙巨集觀世界,而量子力學研究的物件是-基本粒子微觀世界

量子理論和廣義相對論的統一,見下圖:

圖中+-號代表不可分割的最小正負電磁資訊單位-量子位元(qubit)(名物理學家約翰.惠勒john wheeler曾有句名言:萬物源於位元 it from bit

量子資訊研究興盛後,此概念昇華為,萬物源於量子位元)注:位元即位元

廣義相對論與量子力學為什麼不能統一

4樓:星辰·龍魂

首要原因是因為兩者的理論基礎不同,量子力學的基礎是不確定性原理,而廣義相對論沒有考慮不確定性原理。另外廣義相對論的微觀時空觀是連續的,平滑的;但量子論因為理論基礎是不確定性原理,所以它的微觀時空觀是不斷起伏的,漲落的,稱為量子漲落。這兩種微觀時空觀的不相同決定了它們不相容。

現在唯一能調和廣義相對論和量子理論的矛盾的,只有弦理論能做到,這個理論也是現在最有可能稱為大一統理論的終極理論,而弦理論現在的最新成果是m理論,它包含了5種超弦理論。希望能幫到你!

5樓:匿名使用者

廣義相對論推論是符合因果律

的,量子力學的推論是不滿足因果律的,而是基於概率(機率)的。

二者本來應用領域不同,但是在微黑洞的情況下二者都將要被用到,從而得到悖於常理的結論。

不能統一的原因就是因果律在巨集觀的失敗

6樓:站高山仰望

兩者是可以統一的,只是廣義上的相對論將物體扭曲了而量子力學是將物體解剖了

7樓:老編

當然是可以統一的,相對論與量子論的統一是目前理論物理學的熱點,很多人都在做。不過目前還沒有找到符合實驗的理論,因為這方面的實驗涉及宇宙早期的情況,很難做。

8樓:畢玉江二

可能一個原因在於量子力學是平直空間的量子化

9樓:匿名使用者

愛因斯坦後半生一直努力於用一個公式來構成整個宇宙 最終沒有實現 但是給後人以思路 而霍金的玄理論基本能夠實現但是還需完善

為什麼廣義相對論和量子力學統一必須是在十一維空間?

10樓:

廣義復相對論和量子力學兩制者是矛盾的,但用現在的弦理論可以相統一,但弦理論是在十一維空間中描述物體的,由於科學技術侷限,現在還無法用實驗驗證弦理論。還有一種試圖大一統的理論,叫環量子理論。所以說兩個理論的統一還遙遙無期。

11樓:匿名使用者

呃。。樓上的說的好像恰好相反。。

loop做的只是一個量子化的gr,不是一個大統一理論。。

而弦理論相比之下統一的更多一些。。它可以吞掉標準模型

廣義相對論和量子理論矛盾的原因是什麼??

12樓:匿名使用者

原因很多,目前的關鍵在於引力。因為廣義相對論的誕生使得人們對於引力的認識脫離的牛頓引力理論,對於引力的描述完全成為了時空的幾何問題,而「量子化」的方法卻不能進入這個理論,就使得廣義相對論依然是經典理論。而量子理論中由於研究的是微觀世界,故而其中沒有能夠像廣義相對論那樣描述引力的辦法,甚至連引力的概念在這個理論中都沒有明確意義,所以兩個理論目前看來還是難以協調的。

大致的不協調的根本原因就在這裡,具體到細節問題上,也有很多,我只舉一個例子,著名的「物理學家宇宙常數難題」,就能尖銳的體現量子理論和廣義相對論的矛盾之一。

用量子理論算得的宇宙常數居然是用廣義相對論算得的結果的10^120倍,堪稱物理學史上的誤差之最了。雖然後來有人逐步的完善演算法和理論,但是最後量子理論給出的宇宙常數依然是廣義相對論算得的結論的10^30倍...可見廣義相對論和量子理論的矛盾還是很大的。

參考資料:樑燦彬 周彬 著 《微分幾何入門與廣義相對論》

13樓:丨中原一點紅

根本原因有三點:分別是數學原因,物理原因和哲學原因。

數學原因:廣義相對論是無限可分的,是連續性的。量子論是不連續性的,有最小單位的。

物理原因:廣義相對論是經典確定理論,由狀態a可以推論出確定的,唯一的狀態b。量子論是不確定性的,由狀態a到狀態b是不可預知的,是隨機的過程。

哲學原因:廣義相對論描述的世界是客觀實在的,宇宙與觀測者是嚴格區分開的,屬於機械唯物主義。量子論描述的宇宙是非嚴格客觀性的,宇宙與觀測者是不能區分開,你中有我,我中有你,屬於辨證唯物主義。

所以說廣義相對論認為宇宙是「和諧」的,量子論認為宇宙是「自由」的。廣義相對論是天道四九,量子論是遁去的一。廣義相對論掌控宇宙大勢,量子論掌控宇宙生機。

14樓:庸蠢也是一生

廣義相對論與以「不確定性」「互補性」為基礎的量子理論有一條不可逾越的鴻溝,那就是廣義相對論**的自旋為2沒有質量的「引力子」無法與光子一視同仁的處理,量子理論則無法統一廣義相對論。

15樓:匿名使用者

發展程度所限吧 如果可以結合 瞬間移動 製造時間空間的捷徑都是可以實現的

量子力學和相對論哪個更前沿,量子力學和廣義相對論哪個更難

相對論是單純的一個理論 量子力學是個體系 量子力學中處理高速運動時也需版要用相對論 等你權以後學了就會發現一個天一個地 相對論現在會用會算的人很多 但量子力學教授也只能照書念 主要是沒什麼原理可講,本來建立時就很無奈 量子力學中的黑體輻射公式完全使用數學上的內插法得出來的後來為了解釋這個公式,提出了...

廣義相對論和狹義相對論有什麼緊密關係?求解釋

狹義相對論和廣義相對的區別是,前者討論的是勻速直線運動的參照系 慣性版參照系 之間的物理定權律,後者則推廣到具有加速度的參照系中 非慣性系 並在等效原理的假設下,廣泛應用於引力場中。狹義相對論的基本原理 一 在任何慣性參考系中,自然規律都相同,稱為相對性原理。二 在任何慣性系中,真空光速c都相同,即...

我感覺量子力學 廣義相對論,除了幾條基本假設,幾乎全都是微分幾何問題了

我覺得這樣挺 bai好的呀,呵呵du。平時總是聽zhi人說數學沒用,我dao覺得數學的用處很大程度上專就在於物理上,沒屬用物理的數學過於抽象,而沒用數學的物理略顯膚淺,只有數學和物理相結合,才能有更大的發展。好的物理理論,要求基本假設要儘量少,從較少的假設通過邏輯推理,得出非常豐富的物理內容,像相對...