空间和时间是量子化的吗?

发布网友发布时间：2022-04-27 06:25

共5个回答

热心网友时间：2022-06-27 15:42

那么对于时空是否被量子化了这个问题，我们进行到什么程度了？有三个主要的可能性，每一个都不可思议。

（1）空间和/或时间是离散的。想象有一个最短的长度，那这里有一个问题，在爱因斯坦的相对论中，可以在任何地方放下一个想象的尺子，这个尺子根据观察者相对于它移动的速度而变短。如果空间被量子化，以不同速度运动的人会测量到不同的基本长度范围。

这有力地表明，将会有一个“优先的”参考系，它穿过空间的一个特定速度会有最大可能的长度，而其他所有参考系的会更短。不是每个人都喜欢这个观点，它要求放弃一些物理上很重要的东西，比如洛伦兹不变性或局部性。离散化时间也给广义相对论带来了很大的问题。

（2）空间和时间都是连续的。我们现在所认知到的问题并不是不可克服的问题，而是拥有一个不完整的量子宇宙理论造成的。空间和时间有可能真的是连续的，即使它们本质上是量子，也不能被分解成基本单位。它可能是一种泡沫状的时空，在微小的尺度上有巨大的能量波动，但可能不会有最小的尺度。当我们成功地找到引力的量子理论时，可能就有一个连续且量子的结构。

（3）空间和/或时间可以是离散的，也可以是连续的.但是这里有一个我们能达到的有限分辨度，这涉及了什么是“真实的”或“基本的”和什么是可测量的之间区别的核心。假设有一个连续的结构，但是我们的观察能力是有限的。当我们到达一个足够小的距离尺度时，它就会变得模糊。我们可能无法看到它是真的连续的还是离散的，只能说低于一定长度范围我们就无法解决结构问题。

令人难以置信的是，实际上可能确实有一种方法能够测试是否有最小长度尺度。物理学家雅各布•贝肯斯坦曾提出了一个绝妙的想法，让一个光子穿过晶体，使它移动的幅度很小。因为光子能量（连续的）可以微调，而晶体与光子的动量相比是非常巨大的，所以它应该能够检测出晶体运动的“步骤”是离散的还是连续的。在有一个足够低能量光子的情况下，如果空间被量子化，晶体要么移动一个量子步骤，要么根本不动。

有一种观点认为，在时间或者空间中可能存在最小的尺度。或许一切都是量子的，但并非一切都是离散的。在爱因斯坦的相对论中，空间和时间仍然被看作是一个连续结构的两个相连的部分。在量子场理论中，时空是量子之舞的连续性舞台。但是，应该还有一个有关引力的量子理论。“离散的还是连续的？”这个问题包含了一些不可思议的可能性，包括低于一定范围我们无法知道的可能性。尽管许多物理学家有着不同的假设，但我们需要更多的信息，才能真正知道我们的宇宙在基本层面上是什么样的。

热心网友时间：2022-06-27 15:42

如果假设空间的距离是最小，那么这些不定式就会消失。从数学或物理的角度来说，这个理论变得可重构，这意味着我们可以准确地计算。

热心网友时间：2022-06-27 15:42

空间和时间是离散的。爱因斯坦的对论中，在任何地方放一个想象的尺子，根据观察者相对于它移动的速度而变短。空间被量子化，不同速度运动的人测量到不同的基本长度范围。

热心网友时间：2022-06-27 15:43

空间在本质上都是量子化的，但是时间不一定是。

热心网友时间：2022-06-27 15:44

根据量子力学，如果达到足够小的尺度，那么所有包含能量的东西，无论它是有质量的还是无质量的，都可以分解成单独的量子。