讓時間和空間分家吧！

■ 梅拉里

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世紀對于時間的看法，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斗，畢竟自然界中其他作用力的身世早已厘清且各就各位，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：最后計算出來的解都是無限大?，F在，美國加州大學伯克利分校的物理學家侯拉瓦認為他發(fā)現問題所在了：這一切都跟時間有關。

更確切來說，問題在于愛因斯坦的廣義相對論中空間和時間是如何結合的。眾所周知，愛因斯坦推翻了牛頓系統(tǒng)中絕對的時間觀，并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。問題在于，在量子力學中，時間仍舊維持著牛頓力學系統(tǒng)中那種超然獨立的角色，是物質演出的舞臺，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(tài)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?！倍诘湍芰繝顟B(tài)，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(tài)的方式來解釋這種廣義相對論的浮現。舉例來說，這就像低溫液態(tài)氦的性質會發(fā)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(tài)轉變的數學來建構他的重力理論，而且到目前為止都還可行，也能符合計算機仿真出的量子重力。

侯拉瓦的理論發(fā)表之后，等于為物理界打了一針強心劑。當初就是愛因斯坦預測水星運動的準確度高于牛頓的重力理論，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等人，已經運用該理論正確描述出行星的運動。

還有人對侯拉瓦的重力理論做出更大膽的聲明，尤其是用來解釋大爆炸理論中的奇點等宇宙學重大難題，因為物理定律在奇點無法成立。加拿大馬吉爾大學的宇宙學家布蘭登·博格在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，那么宇宙并非如大爆炸般炸開，而是反彈開來的。他說：“充滿物質的宇宙將會收縮到一個很?。ǖ邢薜模w積，然后再反彈開來。”根據布蘭登·博格的計算，宇宙反彈所生成的漣漪，跟衛(wèi)星已偵測到的宇宙微波背景輻射是相符的。他目前正在尋找其中的特征信號，以區(qū)隔出反彈理論跟大爆炸理論。

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(chuàng)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。基于這個影響，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樸武仁認為，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。樸武仁表示，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。這種內在能量并非來自于廣義相對論，而是從侯拉瓦的重力方程式中自然推導而來的。