量子重力理論突破！「萬有理論」有望解開宇宙之謎

一項大膽的量子重力新理論，可能終於能彌補愛因斯坦廣義相對論與量子場論之間長久以來的鴻溝。這項潛在的「萬有理論」不僅能解答科學界最深的奧秘——從黑洞奇點到宇宙起源——更邀請全球科學社群共同參與最終驗證。

歷經數十年探索，科學家可能即將解開物理學最大謎團之一：如何將重力與其他基本作用力統一起來。芬蘭阿爾託大學研究團隊取得重大突破，讓我們離夢寐以求的「萬有理論」更近一步。

這群物理學家發展出全新的量子重力理論，與描述所有已知粒子和作用力（除重力外）的標準模型完美契合。該研究將幫助科學家更深入理解宇宙誕生之謎，或黑洞內部的真實情況。別以為這只是深奧理論，就像若沒有愛因斯坦的重力理論，你手機的GPS定位根本無法運作。

研究主筆帕塔寧表示：「若能發展出完整的量子重力場論，最終將可解答黑洞奇點和大爆炸等極端難題。」雖然他個人不喜歡「萬有理論」這個稱呼，但能一致描述所有自然基本作用力的理論確實常被如此稱呼。

關鍵在於找到用規範理論描述重力的方法。塔爾基解釋：「就像帶電粒子透過電磁場相互作用，具有能量的粒子也會透過重力場相互作用。」研究團隊採用了與標準模型對稱性相似的新方法，而非傳統時空對稱性，這正是突破所在。

量子理論描述微觀粒子的機率行為，廣義相對論則解釋宏觀物體的重力作用。雖然兩者都經極精密驗證，卻始終無法相容。帕塔寧指出：「要理解黑洞周邊或大爆炸後極早期宇宙這些現有理論失效的極端環境，我們需要量子重力理論。」

研究團隊採用「重整化」數學程式處理計算中出現的無限大問題。目前已完成「一階項」驗證，但還需證明高階項同樣適用。塔爾基坦言：「我們尚未完成全部證明，但成功機率很高。」帕塔寧也樂觀表示：「雖然仍有挑戰，但假以時日定能克服。」

團隊已將現階段成果公開發表，期待科學界共同檢驗、完善這項理論。正如量子力學和相對論曾開啟無數研究途徑，他們相信這項理論也將為科學探索開闢新紀元。

參考文獻：帕塔寧與塔爾基合著《由四種一維酉規範對稱性與標準模型產生的重力》，2025年5月2日刊載於《物理進展報告》。DOI: 10.1088/1361-6633/adc82e

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