科技日報記者 張夢然
長期以來，物理學家一直在努力調和現代物理學的兩大支柱——量子場論和愛因斯坦廣義相對論之間的不兼容性。如今，芬蘭阿爾托大學研究人員提出了一種新的量子引力理論，它描述引力的方式與粒子物理學標準模型一致，為深入理解宇宙起源打開了思路。相關研究發表在最新一期《物理學進展報告》上。
能夠統一自然界所有基本相互作用的理論被稱為“萬物理論”。目前，物理學界許多基礎問題仍未得到解答，其中一個長期存在的難題就是，如何構建一個與標準模型中其他3種基本力（電磁力、弱核力和強核力）相容的引力規范理論。
如果沒有這樣的理論，科學家就無法真正統一量子場論和廣義相對論。前者描述了微觀世界中粒子的概率性行為，后者則描述了宏觀物體及其引力作用。這兩個理論都經過了極高的實驗驗證，但它們從本質上是對宇宙的不同解釋，彼此之間并不兼容。特別是在涉及高能量和強引力的情況下，比如黑洞附近，或大爆炸剛發生后的宇宙起源早期階段，現有理論就顯得無能為力。
為了處理這類極端情況，物理學家需要一個完整的量子引力理論。該理論引入了一種稱為“重整化”的數學工具，用于解決計算過程中出現的無窮大問題。目前，研究人員已經證明這一方法在“一階”系統下（用于數學、哲學、語言學及計算機科學中的一種形式系統）有效，但他們仍需進一步確認，在整個計算過程中是否都能成功消除這些無窮大。
這一理論尚未完全驗證，但其潛力令人振奮。研究人員表示，就像量子力學和相對論曾經開辟出全新的研究領域一樣，他們希望這一理論也能為未來的科學探索提供廣闊空間。
總編輯圈點：
這項研究為實現物理學界夢寐以求的“萬物理論”提供了新的可能性。它突破了傳統廣義相對論與量子力學之間的鴻溝，具有重要的理論意義。盡管目前該理論仍待進一步驗證，但其思路清晰、邏輯自洽，能為未來探索開辟出可行的路徑。若能進一步推廣至更高階計算并獲得實驗支持，或將真正影響我們對黑洞、大爆炸、宇宙起源以及極端物理現象的理解。可以說，這項看似枯燥的研究，實際上推動了基礎物理的發展。
