月球暗面地下发现神秘团块 面积是夏威夷大岛5倍
根据科学家提出的一项新假设，月球南极艾特肯盆地下方藏匿着一个非常怪异和致密的“肿块”，可能是一颗小行星的遗� Ｕ庀罴偕枇⒒�于美国宇航局GRAIL探测器和月球勘测轨道器的观测数据。
重力曲线围绕大型物体的空间和时间。当这些物体被放入量子叠加时会发生什么，导致时空以两种差别的方式弯曲？ 它最先时就像教科书上的物理实验一样，把一个球拴在弹簧上。若是一个光子击中了这个球，这种打击会使它异常稍微地振荡。但有个问题。在到达球之前，光子会遇到一面半镀银的镜子，镜子会反射一半射向它的光，让另一半通过。 接下来会发生什么，取决于两种久经考验但相互矛盾的理论中哪一种是准确的：量子力学照样爱因斯坦的广义相对论；它们划分形貌了宇宙的小尺度和大尺度性子。 在一种称为“叠加”的奇异量子力学效应中，光子同时穿过镜子，并从镜子上向后反射；然后它既击球又不击球。若是量子力学在宏观层面起作用，那么球将最先振荡并保持静止，进入两种状态的叠加。由于球有质量，它的重力场也会分裂成叠加。 然则凭据广义相对论，重力扭曲了球周围的空间和时间。这个理论不能容忍空间和时间以两种差别的方式扭曲，这会损坏叠加的稳定性，迫使球接纳一种状态或另一种状态。 知道球发生了什么可以辅助物理学家解决量子力学和广义相对论之间的冲突。但这样的实验长期以来一直被以为是不能行的：只有光子巨细的实体才气被置于量子叠加态，只有球巨细的物体才有可探测到的引力场。量子力学和广义相对论在完全差别的领域占有主导地位，而且它们似乎只在密度极大、量子巨细的黑洞中聚合。在实验室里，正如物理学家弗里曼戴森在2004年所写的那样，“他们的展望之间的任何差异在物理上都无法检测到。” 这种普遍持有的看法已经最先改变。在新的精密仪器和间接探测难以察觉效应的巧妙方式的辅助下，实验职员现在正接纳步骤，在光子和球这样的实验中，研究量子力学和广义相对论之间的联系。新的实验可能性正在重新引发80年来对量子引力理论的探索。 在量子力学与引力的最后决战中，我们对时空的明白将彻底改变。 英属哥伦比亚大学的理论物理学家菲利普·斯坦普说：“所有物理学中最大的一个问题是若何和谐重力和量子力学。”“突然之间，很显著有一个目的。” 理论家们正在思索这些实验可能会若何举行，以及每一个效果对于一个更完整的理论意味着什么，这个理论将量子力学和广义相对论结合起来。斯坦普说：“他们都没有失败过。“他们不相容的。若是实验能够解决这种冲突，那将是一件大事。”
量子特征
在量子尺度上，基本粒子有一定的概率存在于每一个位置，而不是像球那样“在这里”或“那里”。这些概率就像一个波的波峰，经常在空间中延伸。例如，当一个光子在屏幕上遇到两个相邻的狭缝时，它通过其中一个狭缝的几率为50%。与这两条路径相关的概率峰值在屏幕的远端相遇，产生了光和暗的过问条纹。这些条纹证实光子存在于两个轨道的叠加中。 然则量子叠加是很玄妙的。当一个粒子与环境发生叠加作用时，它似乎会坍缩成一个确定的“这里”或“那里”的状态。“现代理论和实验注释，这种被称为环境退相关的效应的发生，是由于叠加作用会泄露出来，包裹住粒子所遇到的一切。一旦泄露，叠加迅速扩大到包罗试图研究它的物理学家，或试图利用它制作量子盘算机的工程师。从内部看，现实的众多叠加版本中只有一个是可以被感知的。 单个光子很容易保持叠加状态。然而，澳大利亚昆士兰大学工程量子系统中心主任杰拉德·米尔本注释说，像弹簧上的球这样的大型物体“对环境扰动变得极其敏感”。“它们的任何一种粒子受到环境随机打击的可能性都异常高。” 由于环境的退相关性，在桌面实验中探测大规模物体的量子叠加的想法几十年来似乎在水中销声匿迹。米尔本说：“问题在于隔离，确保除了重力之外没有其他滋扰。”但远景已显著改善。 但更换球与一个工具被称为光机位振荡器春天——本质上是一个小镜子一个跳板。目的是将振荡器置于两种振动模式的量子叠加中，然后考察重力是否会损坏叠加的稳定性。 波梅斯特实验中所需要的那种最好的光力学振荡器可以不停地往返摆动100,000次。但这还不足以让重力的作用发挥作用。现在，改善后的振荡器可以摆动一百万次，凭据布梅斯特的盘算，这接近于他所需要的，以便考察或清扫重力引起的退相关。“在三到五年内，我们将证实这面镜子的量子叠加，”他说。在那之后，他和他的团队必须削减振荡器上的环境滋扰，直到它对单个光子的影响敏感为止。“它会起作用的，”他坚持说。
维也纳大学量子物理学家马库斯·阿斯贝尔迈耶正在举行三项实验，旨在探索量子力学和重力之间的界面。 维也纳大学物理学教授马库斯·阿斯贝尔迈耶也持同样乐观的态度。他的团队正在量子重力界面上开发三个自力的实验——两个用于实验室，
5200万美元的国际空间站之旅都能干点啥？
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一个用于轨道卫星。在天基实验中，纳米球被冷却到运动的最低能量状态，激光脉冲将纳米球置于两个位置的量子叠加中，形成类似于双缝实验的情形。当纳米层向探测器移动时，它将显示得像一个有两个过问峰的波。每个纳米球只能在一个位置被探测到，但经由多次重复实验后，纳米球位置的漫衍会泛起过问条纹。若是重力损坏了叠加，那么质量太大的纳米球就不会泛起条纹。 该小组正在为地球表面设计一个类似的实验，但它将不得不守候。现在，这些纳米球还不能被足够的冷却，而且它们在地球引力的作用下下降得太快，无法举行测试。然则“事实证实，卫星上的光学平台实际上已经知足了我们举行实验所需要的要求，”阿斯贝尔梅耶说，他正在与德国的欧洲航空防务航天公司互助。他的团队最近演示了实验所需的一个关键技术步骤。若是发射成功并按设计举行，它将展现纳米球的质量与退相关之间的关系，从而使引力与量子力学对立起来。 研究职员在《自然物理》杂志上揭晓了另一项陆地实验。许多提出的量子引力理论都涉及对海森堡测禁绝原理的修正。海森堡测禁绝原理是量子力学的基石，它以为不能能同时正确丈量物体的位置和动量。任何偏离海森堡公式的地方都应该显示在光学力学振荡器的位置动量不确定性中，由于它受到重力的影响。这种不确定性自己是不能估量的小——只有质子宽度的1亿到万亿分之一那么模糊——然则阿斯贝尔迈耶小组的理论家伊戈尔·皮科夫斯基发现了一种探测它的后门途径。当光脉打击中振荡器时，皮科夫斯基声称它的相位(波峰和波谷的位置)将凭据不确定性发生显著的偏移。偏离传统量子力学的展望可能是量子引力的实验证据。
摊牌 许多物理学家期望量子理论能占上风。他们以为，原则上，弹簧上的球应该能够同时存在于两个地方，就像光子一样。球的重力场应该能够在量子叠加中过问自身，就像光子的电磁场一样。“我不明白为什么这些量子理论的观点，已经被证实是准确的光的情形下，应该失败的情形下的重力，”阿斯贝尔迈耶说。 但广义相对论和量子力学自己的不相容注释，引力可能会有差别的显示。一个令人信服的看法是，重力可以作为一种不能避免的靠山噪音，使叠加物坍缩。 达特茅斯学院的物理学教授迈尔斯?“我的看法是，重力有点像基本的、不能避免的、最后的求助环境。”
在光学机械振荡器中，两个反射镜之间的光使其中一个反射镜在弹簧上振荡。实验职员设计使用这样的装置来让量子力学与广义相对论对立起来。 靠山噪声的观点是在20世纪80年代和90年代由匈牙利威格纳物理研究中心的Lajos Diosi和牛津大学的Roger Penrose划分提出的。凭据彭罗斯的模子，时空曲率的差异可以在叠加过程中累积，最终摧毁它。物体的质量或能量越大，其引力场越大，就会越快地发生“重力退相关”。时空差异最终导致粒子位置和动量的噪声到达不能约水平，相符不确定性原理。 米尔本说:“若是不确定性原理和量子物理的一些令人困惑的特征的最终原因是空间和时间的量子效应，那将是一个异常好的效果。” 受到实验测试可能性的启发，米尔本和其他理论家正在扩展迪奥西和彭罗斯的基本思想。在《物理谈论快报》、揭晓的一篇论文中，布伦考通过将重力建模为一种环境辐射，推导出了一个重力退相关率方程。他的方程包罗一个叫做普朗克能量的量，它即是可能存在的最小黑洞的质量。“当我们看到普朗克能量时，我们会想到量子引力，”他说。“以是，这个盘算可能触及了这个尚未发现的量子引力理论的元素，若是我们有的话，它将向我们展示，引力与其他形式的退相关从根本上是差别的。” 斯坦普正在开发他所称的量子引力的“相关路径理论”，该理论指出了引力退相关的一种可能的数学机制。在传统的量子力学中，未来效果的概率是通过对粒子可以走的种种路径划分求和来盘算的，好比它在屏幕上同时通过两个狭缝的轨迹。斯坦普发现，当重力包罗在盘算中，路径毗邻。“重力基本上是允许差别路径之间交流的交互作用，”他说。路径之间的相关性再次导致退相关。“没有可调参数，”他说。“没有盘旋的余地。这些展望是绝对一定的。” 在会媾和钻研会上，理论家和实验主义者正在密切互助，以协调林林总总的建媾和测试设计。他们说这是一个相互激励的情形。 米尔本说:“在量子力学和引力的最后决战中，我们对时空的明白将彻底改变。”“我们希望这些实验能起到带头作用。”
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