附近的仙女座星系，較老的引力恒星以藍色突出顯示。一種新的理論量子引力理論可能有助于解釋為什么更遠的星系似乎比更近的星系后退得更快。（圖片來源：uux.cn美國國家航空航天局/噴氣推進實驗室-加州理工學院/加州大學洛杉磯分校）
（神秘的可解地球uux.cn）據美國生活科學網站（安德烈·費爾德曼）：新的研究表明，量子引力理論的釋宇變體——量子力學和愛因斯坦廣義相對論的統一——可能有助于解決宇宙學中最大的難題之一。
近一個世紀以來，難題科學家們都知道宇宙正在膨脹。研究表明但近幾十年來，種新宙學中最物理學家發現，引力不同類型的理論膨脹率測量——稱為哈勃參數——會產生令人困惑的不一致性。
為了解決這個悖論，可解一項新的釋宇研究建議將量子效應納入一個用于確定膨脹率的突出理論中。
研究合著者、難題印度海得拉巴大學物理學教授P.K.Suresh通過電子郵件告訴《生活科學》：“我們試圖解決并解釋兩種不同突出類型觀測的研究表明哈勃參數值之間的不匹配。”。
一個不斷擴大的問題
宇宙的膨脹最早是由Edwin Hubble在1929年發現的。他用當時最大的望遠鏡進行的觀測表明，離我們更遠的星系似乎以更快的速度離開。盡管哈勃最初高估了膨脹率，但隨后的測量完善了我們的理解，確定了當前哈勃參數的高度可靠性。
20世紀后期，天體物理學家引入了一種新技術，通過檢查宇宙微波背景，即宇宙大爆炸的普遍“余輝”來測量膨脹率。
然而，這兩種類型的測量出現了嚴重的問題。具體來說，新方法產生的哈勃參數值比從遙遠宇宙物體的天文觀測中推導出的值低近10%。不同測量值之間的這種差異，被稱為哈勃張力，表明我們對宇宙演化的理解存在潛在缺陷。
在《經典與量子引力》雜志上發表的一項研究中，Suresh和他在海得拉巴大學的同事B.Anupama提出了一種解決方案，以調整這些不同的結果。他們強調，物理學家使用基于愛因斯坦廣義相對論的宇宙進化模型，間接推斷哈勃參數。

被引力扭曲的星系的代表（圖片來源：uux.cn/Pixabay的《和平、愛、幸福》圖片）
該團隊主張修改這一理論以納入量子效應。這些效應是基本相互作用所固有的，包括隨機場波動和空間真空中粒子的自發產生。
盡管科學家有能力將量子效應整合到其他領域的理論中，但量子引力仍然難以捉摸，這使得詳細的計算變得極其困難，甚至不可能。更糟糕的是，對這些影響的實驗研究需要達到比實驗室高出許多數量級的溫度或能量。
Suresh和Anupama承認了這些挑戰，他們專注于許多提出的理論中常見的廣義量子引力效應。
Suresh說：“我們的方程不需要考慮所有因素，但這并不妨礙我們通過實驗測試量子引力或其影響。”。
他們的理論探索表明，在描述宇宙膨脹最早階段的引力相互作用（稱為宇宙膨脹）時，考慮到量子效應，確實可以改變該理論目前對微波背景性質的預測，使兩種類型的哈勃參數測量結果一致。
當然，只有當量子引力的完整理論為人所知時，才能得出最終結論，但即使是初步發現也令人鼓舞。此外，該團隊表示，宇宙微波背景和量子引力效應之間的聯系為在不久的將來實驗研究這些效應開辟了道路。
Suresh說：“量子引力應該在早期宇宙的動力學中發揮作用；因此，可以通過測量宇宙微波背景的特性來觀察其影響。”。
“未來一些專門研究這種電磁背景的任務很有可能測試量子引力……它為解決和驗證宇宙學的膨脹模型以及量子引力提供了一個很有希望的建議。”
此外，作者認為，早期宇宙中的量子引力現象可能塑造了這一時期發出的引力波的性質。用未來的引力波天文臺探測這些波可以進一步闡明量子引力特性。
Suresh說：“到目前為止，來自各種天體物理來源的引力波才被觀測到，但來自早期宇宙的引力波尚未被探測到。”。“希望我們的工作將有助于確定正確的膨脹模型，并探測具有量子引力特征的原始引力波。”

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