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2017/05/29, 生活
讓時間和空間分家吧——愛因斯坦的時空理論也許將被推翻
我們想讓你知道的是
牛頓對了、愛因斯坦錯了嗎？如果剖開時空的結構、回頭聆聽19世紀對於時間的看法，我
們得到的是量子重力論。
撰文：梅拉里（Zeeya Merali）
翻譯：宋宜真
牛頓對了、愛因斯坦錯了嗎？如果剖開時空的結構、回頭聆聽19世紀對於時間的看法，我
們得到的是量子重力論。
過去數十年來，物理學家一直在為量子力學跟重力理論的結合而奮鬥，畢竟自然界中其他
作用力的身世早已釐清且各就各位，例如電磁力就可以用光子的量子力學運動來描述。但
是，若想以量子重力來描述兩個物體間的重力，馬上就會遇到困難：最後計算出來的解都
是無限大。現在，美國加州大學柏克萊分校的物理學家侯拉瓦（Petr Hoava）認為他發現
問題所在了：這一切都跟時間有關。
更確切來說，問題在於愛因斯坦的重力理論中（也就是廣義相對論），空間和時間是如何
連結的。眾所皆知，愛因斯坦推翻了牛頓系統中絕對的時間觀（牛頓系統中，時間是穩定
地在背景中滴答前進），並提出時間事實上是另一個維度，和空間緊密結合在一起，所形
成的時空結構是會受到物質影響而彎曲變形的。問題在於，量子力學中，時間仍舊維持著
牛頓力學系統中那種超然獨立的角色，是物質演出的舞台，而不會受到物質出現與否的影
響。這兩種時間的概念是不相容的。
侯拉瓦表示，解決方式就是在非常高能量的狀態下，把時間跟空間斷開，一如受量子重力
主導的早期宇宙。侯拉瓦說：「我回到牛頓的想法，將時間和空間視為不對等之物。」而
在低能量狀態，廣義相對論便會從背景架構中浮現，將時間和空間重新縫合。
侯拉瓦以某些奇特物質改變相態的方式，來解釋廣義相對論的浮現。舉例來說，這就像低
溫液態氦的性質會發生劇烈改變，形成一種不具摩擦力的「超流體」。他以各種詭異相態
轉變的數學來建構他的重力理論，而且目前為止都還可行：其他理論在無限大之處都會遇
到困難，但這個理論則否，而且能建構出運作得當的重力表現，也能符合電腦模擬出的量
子重力。
Liquid_helium_Rollin_film
由I, AlfredLeitner, took this photograph as part of my movie "Liquid
Helium,Superfluid" - 自己的作品，公有領域，
https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=7741454
處於超流相的液氦，會在杯身內面向上緩慢攀爬，攀越過杯口，然後在杯身外面向下緩慢
滑落，集結在一起，形成一滴液氦珠，最後滴落在下面的液氦裏。這樣，液氦會一滴一滴
的滴落，直到杯子完全流空為止。
侯拉瓦的理論在2009年1月發表之後，等於為物理界打了一針強心劑。同年11月，物理學
家在加拿大安大略省的滑鐵盧圓周理論物理研究所會面，主要是確認這個模型能否正確描
述我們現今所看到的宇宙。當初就是愛因斯坦預測水星運動的準確度高於牛頓的重力理論
，廣義相對論才大獲全勝。侯拉瓦的重力理論也能獲得一樣的成功嗎？目前的答案似乎是
肯定的。葡萄牙里斯本大學的羅勃（Francisco Lobo）等人已經運用該理論，正確描述出
行星的運動。
還有人對於侯拉瓦的重力理論做出更大膽的聲明，尤其是用來解釋大霹靂理論中的奇異點
等宇宙學重大難題，因為物理定律在奇異點無法成立。加拿大馬吉爾大學的宇宙學家布蘭
登柏格（Robert Brandenberger）於2009年8月《物理通訊評論D》的文章中表示，如果侯
拉瓦的重力理論是正確的，那麼宇宙並非如大霹靂般炸開，而是反彈開來的。
他說：「充滿物質的宇宙將會收縮到一個很小（但有限的）體積，然後再反彈開來。」根
據布蘭登柏格的計算，宇宙反彈所生成的漣漪，跟衛星已偵測到的宇宙微波背景輻射是相
符的，而他目前正在尋找其中的特徵訊號，以區隔出反彈理論跟大霹靂理論。
日本東京大學宇宙學家向山信治則表示：侯拉瓦的重力理論還創造出一個「暗物質的幻影
」。他在2009年9月的《物理通訊評論D》的文章中解釋，在特定情形中，侯拉瓦的重力會
與一般物質交互作用而有所漲落，因此重力會比廣義相對論所預測的稍高。基於這個影響
，星系實際包含的物質比能觀測到的要多。
此外，韓國國立全北大學的宇宙學家朴武仁（Mu-In Park）認為，能讓宇宙加速膨脹的動
力，或許是侯拉瓦的重力，而不是現今所認定的神秘暗能量。朴武仁表示，對宇宙起源最
重要的一項解釋，就是空無一物的空間其實有內在的能量去把宇宙往外推。這種內在能量
並非來自於廣義相對論，而是從侯拉瓦重力方程式自然推導而來。
本文獲《科學人雜誌》、《科學人粉絲團》授權刊登，原文刊載於此
https://www.facebook.com/ylib.sa/posts/1360827250633835
責任編輯：朱家儀
核稿編輯：翁世航
作者:
chku5015 (leolion1210)
2017-05-29 10:46:00五樓被肛得愛滋
作者:
wzgc1995 (Syzygial)
2017-05-29 10:47:00超星冒險蓋
作者:
blaz (開花大叔)
2017-05-29 10:47:00(づ′・ω・）づ 嗯嗯，快推一個
作者:
lolic (lolic)
2017-05-29 10:47:00不要什麼小雜誌文章都貼
作者:
sayme449 (明朝朱皇帝)
2017-05-29 10:48:00跟我想的差不多
作者:
fategg (nothinG)
2017-05-29 10:49:00隨便啦 重點是什麼時候可以時光旅行啦!!!!!!
作者: rrr518 (理沙) 2017-05-29 10:49:00
我去年就覺得是這樣惹
作者:
cefywo (新竹結衣~* 妹妹廢文科長)
2017-05-29 10:49:00這誰 有像愛因斯坦一樣瘋狂幹砲嗎
作者: rrr518 (理沙) 2017-05-29 10:50:00
13樓誰！為什麼是推不是噓！
這些年來說愛因斯坦是錯的人不計其數，但沒一個真的證
作者: gn00604767 2017-05-29 10:51:00
雖然尊重科學人雜誌,但不是這樣的吧
作者:
eric999 (eric999)
2017-05-29 10:52:00看不懂。
作者:
ice31 (小修修)
2017-05-29 10:52:00誠實不做作的說 看不懂
作者:
manlike ( )
2017-05-29 10:54:002009？
作者:
z810638 (小寶)
2017-05-29 10:57:00那些年外星人沒教的事
作者:
FF14 (太十四)
2017-05-29 10:59:00跟我的看法剛好相反
作者:
pete0328 (Mingo)
2017-05-29 11:00:00看來我10年前的推論已經有人跟上了
作者: battle00860 2017-05-29 11:01:00
跟我想的一樣
作者:
angellll (長尾巴的天使)
2017-05-29 11:03:00量子力學只是一種數學表徵而已 跟愛因斯坦有什麼關係
作者:
rexx0520 (喵嗚☆雷克斯)
2017-05-29 11:07:00我也覺得
作者:
gairion (被雅雅拐跑了QQ)
2017-05-29 11:08:00我小學研究的成果也導向這個理論
作者: TWLAB (AlphaGO) 2017-05-29 11:10:00
所以是說宇宙會放大後再縮小迴圈 不是大爆炸嘍
作者:
a94037501 (dumbfounded)
2017-05-29 11:12:00嗯嗯跟我想的一樣
作者:
VOLK11 (VOLK)
2017-05-29 11:19:00愛因斯坦的理論算對阿推翻啥???
作者:
ken1825 (咪咪教授)
2017-05-29 11:20:00好唷
作者:
Wonderwalk (Noel Gallagher)
2017-05-29 11:20:00關我屁事 都吃不飽了
作者:
VOLK11 (VOLK)
2017-05-29 11:21:00縮到0.0再爆炸，一定要說反彈，就反彈啦
作者:
VOLK11 (VOLK)
2017-05-29 11:22:00問題是，這個宇宙能量不是橡皮筋，會再縮回去不會再縮回去，就是耗到沒有，重新從沒有轉換開始所以，不會縮到0.0再爆炸，為何要說是反彈
作者: shiounio (離開) 2017-05-29 11:25:00
推
作者:
lime1207 (吃故事的妖怪)
2017-05-29 11:26:00還沒確定就在報
作者:
TomChu (TomChu)
2017-05-29 11:38:00跟我想的差不多
作者:
muserFW (根毛)
2017-05-29 11:45:00我竟然看的懂
作者: asiaking5566 (無想轉生) 2017-05-29 11:46:00
跨謀