万有引力定律普遍适用吗,怎么证明万有引力定律是对的

首页 > 经验 > 作者:YD1662023-11-26 19:26:24

通过宏观物体的基本组成来描述它们,实际上并没有让我们深入了解宏观物体的行为。因此,万有理论在原则上可以解释一切,但在实践中仍然不能。

万有理论的另一个问题是,我们永远不会知道,物理学家将来又会发现一些理论无法解释的东西,或者现在就存在无法解释的东西——暗物质和暗能量。甚至,未来还有可能找到第五种基本作用力。

因此,“万有理论”其实应该被视为我们目前所知一切的理论,至少在原则上是这样。

万有理论的候选者

万有引力定律普遍适用吗,怎么证明万有引力定律是对的(5)

广义相对论诞生至今已逾100年,粒子物理标准模型诞生至今已逾50年。过去数十年来,物理学家一直在尝试统一这两套理论。迄今为止,物理学家提出的万有理论候选者包括弦理论、圈量子引力理论、熵力理论。

万有理论的验证

既然有可能成为万有理论,这些候选理论必然是可以通过实验进行测试的。原因在于广义相对论不是完美的引力理论,它无法解释奇点问题,在普朗克能量级别就会失效。万有理论不但需要成功描述广义相对论所能描述的现象,而且还能成功解释广义相对论所无能为力的奇点问题。

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这些研究万有理论的方法通常也会做出其他预测,例如,早期宇宙中发生了什么,当年的那些事件直到今天仍然可以被观测到。在某些情况下,这还会导致在粒子物理实验中可以测量到细微的对称性破缺,从而让我们认识到为什么现在的宇宙会被正物质主宰,而缺乏反物质。

那么,这些验证在短期内是否切实可行?

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在未来50年的时间里,我们有望看到偏离广义相对论的现象。关于早期宇宙或者对称性破缺模型的测试,目前还无法预知,可能只有等到中微子背景辐射和原初引力波探测取得突破之后才会有结果。

我们有充分的理由认为,我们需要量子引力理论,因为如果没有量子引力理论,目前的理论就是不一致的。然而,没有理由相信基本力必须是统一的,或者所有基本力都可以用同一种理论来描述。虽然基本力的大统一看起来很美好,但也许这不是宇宙的运行方式。

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