幾十年來(lái)，物理學(xué)家一直試圖調(diào)和量子力學(xué)，即非常微觀的世界與廣義相對(duì)論引力理論的非常宏觀世界。雖然許多學(xué)者正在研究量子引力，但他們經(jīng)常使用的模型沒(méi)有考慮到宇宙的某些方面，比如宇宙正加速膨脹。

沖繩科技研究所研究生院(OIST)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)報(bào)告了一種新的量子引力方法，使用的模型更接近現(xiàn)實(shí)。在《物理評(píng)論D》中，該團(tuán)隊(duì)報(bào)告了他們?cè)跓o(wú)質(zhì)量場(chǎng)的散射矩陣(S-matrix)上的進(jìn)展。S矩陣是一個(gè)表達(dá)式，它預(yù)測(cè)當(dāng)無(wú)限遠(yuǎn)距離的粒子聚集在一起。

相互作用，并進(jìn)行其業(yè)務(wù)時(shí)會(huì)發(fā)生什么，換句話(huà)說(shuō)，S矩陣使用起點(diǎn)來(lái)預(yù)測(cè)結(jié)果。重要的是，這個(gè)概念可以應(yīng)用到德西特空間，一個(gè)正在加速膨脹的宇宙-就像我們自己的宇宙一樣。在研究中，研究小組計(jì)算了de Sitter空間中的S矩陣，用于最簡(jiǎn)單的場(chǎng)景，涉及自由、非相互作用的粒子，這個(gè)表達(dá)式稱(chēng)為自由S-矩陣。該研究的作者之一Adrian David說(shuō)：S矩陣不僅僅是優(yōu)雅的數(shù)學(xué)，它有可能解釋更現(xiàn)實(shí)的場(chǎng)景，現(xiàn)在將開(kāi)始考慮這樣的場(chǎng)景，超越單個(gè)領(lǐng)域，探索當(dāng)這些領(lǐng)域相互作用時(shí)會(huì)發(fā)生什么。

A“你好，世界！”是一個(gè)計(jì)算機(jī)程序，它將這個(gè)簡(jiǎn)單的消息顯示為輸出。這是軟件開(kāi)發(fā)人員用來(lái)確認(rèn)底層編程語(yǔ)言是否正常工作的測(cè)試。開(kāi)發(fā)人員通常在具有有用輸出的更復(fù)雜設(shè)置中使用該語(yǔ)言之前執(zhí)行此健全性檢查。S-矩陣就像是“你好，世界！”程序用來(lái)在一個(gè)簡(jiǎn)單的上下文中進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算。就像計(jì)算機(jī)編程中的理智測(cè)試一樣，輸出‘Hello，World！’消息沒(méi)有創(chuàng)建它所用的底層語(yǔ)言有趣?！巴瑯?，自由S-矩陣本身的趣味性較低，但更多的是在它可能讓我們回答的問(wèn)題中。

所處宇宙正在以加速的速度膨脹，這是一個(gè)德西特空間，現(xiàn)在看來(lái)這些條件是永久的，量子引力集團(tuán)的負(fù)責(zé)人Yasha Neiman教授說(shuō)，這些信息必須作為描述現(xiàn)實(shí)的基石。目前，團(tuán)隊(duì)將致力于問(wèn)題的下一步：將S矩陣應(yīng)用到更復(fù)雜的場(chǎng)景中，以反映現(xiàn)實(shí)。然后可能會(huì)獲得更好的理解，這是簡(jiǎn)單而華麗的數(shù)學(xué)，還是不僅僅是一張漂亮的臉？

博科園｜研究/來(lái)自：沖繩科學(xué)技術(shù)大學(xué)院大學(xué)

參考期刊《物理評(píng)論D》

DOI: 10.1103/PhysRevD.100.045005

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