爱因斯坦-罗森桥新研究:揭示其作为量子引力基本结构而非时空捷径的本质
编辑者: Vera Mo
一项于2026年确认的最新研究,对爱因斯坦-罗森桥(ER桥)的传统认知——即将其视为时空中的捷径或隧道——进行了根本性的修正。最初,爱因斯坦与内森·罗森于1935年在其开创性论文中提出该数学连接,其核心目的在于调和广义相对论与量子物理学在处理弯曲时空中的量子场行为时存在的矛盾,而非描述快速的宇宙旅行。 这种桥梁结构,在数学上表现为连接两个完全对称时空区域的通道,涉及两个时间箭头,其初衷是为了解决粒子在引力场中的描述问题,而非构建可供穿越的物理隧道。
将ER桥与“虫洞”概念相联系的误解,主要源于20世纪80年代末期,当时有物理学家推测其作为快速转移的路径的可能性。 然而,在广义相对论的框架下,任何物质的穿越都被严格禁止,因为这种结构会在光速都无法通过的时间尺度内迅速坍缩,这与需要经典黑洞隧道的假设相悖。 此外,要维持这种空间隧道结构,理论上需要一种尚未被证实的、具有负能量密度的奇异物质。
最新的理论工作,特别是2025年发表的研究,通过引入新的量子诠释,指出ER桥指向的实体远比黑洞隧道更为基础和深刻,它可能正是构建量子引力理论的关键所在。 新的直接和理论表明,ER桥可以被理解为量子态的两个相互依赖的组成部分,其中一个部分的时间是向前演进的,而另一个部分则从其镜像位置向后演化,这与爱因斯坦和罗森最初对时间对称性的关注相一致。
这种对ER桥的重新定位,为解决物理学中长期存在的广义相对论与量子力学不相容的难题提供了新的视角。 这种新的量子图景提出,我们所经历的近时空间隔实际上是相反时间方向之间的一种平衡状态,这并未否定现有理论,而是提供了一个更深层次的量子描述。 更有甚者,研究人员在宇宙微波背景(CMB)中发现了大规模的宇称不对称特征,其统计显著性比标准暴胀量子涨落模型高出650倍,被视为支持这一新理解的有力证据。
一个引人注目的推论是,宇宙的“大爆炸”可能并非绝对的开端,而更像是一个“反弹”——即宇宙在两个演化阶段之间的量子跃迁的遗迹。 这种观点暗示,我们宇宙的结构可能源于前一个收缩阶段的遗留,而我们所探寻的ER桥,其本质是时间方向的镜像连接,而非空间上的捷径。 此外,前沿理论工作如“选择-缝合模型”(SSM)以及2026年提出的信息在黑洞视界上的“集体膨胀”概念,都标志着该领域正在进行尖端的理论探索,并可能最终导向一个激进的宇宙学观点,即我们的宇宙可能是某个更大实体内部的一部分。
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来源
ФОКУС
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Physical Review Letters
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