1.媒体来源:
外媒Advanced Science News
2.记者署名:
Andrey Feldman
3.完整新闻标题:
New theory suggests gravity is not a fundamental force
4.完整新闻内文:
一项新理论提出，重力并非基本力，而是源自量子电磁相互作用，可能重塑我们对时空的
看法。
对重力的全新观点挑战了对这一自然界最熟悉却又令人困惑的力的长期假设。在一项新研
究中，两位研究人员认为，引力并非基本力，而是从与电磁相互作用相关的更深层量子过
程中产生的效应。若得到证实，这一理论可能有助于解释长期以来标准模型无法解释的谜
团——包括暗物质的起源和推动宇宙膨胀的能量。
这项研究发表于《Journal of Physics Communications》，重新构想了重力，将其视为
并非编织于时空结构中的力，而是从普通物质在量子层面的行为中产生的东西。马里兰大
学的露丝·卡斯特纳（Ruth Kastner）和纽约量子研究所的安德烈亚斯·施拉特（
Andreas Schlatter）开发了一个框架，在该框架中，空间和时间本身并非基本，而是由
原子和分子等带电系统之间的电磁相互作用产生。
从光子交换到时空
卡斯特纳说：“真实光子的产生通过创造时空事件及其结构性联系，形成了‘时空结构’
；即发射事件、吸收事件，以及联系这些事件的光子。简言之，时空事件及其结构性联系
从这些交易中产生。”
这些交易发生在原子或分子发射和吸收光子——传递电磁力的光粒子时。根据该理论，每
次交易在时空中产生一对事件，有效地编织出一个关系网络，形成我们所感知的空间和时
间。
这一想法建立在早期重新思考重力作为一种涌现现象的努力之上——即从更基本的物理过
程中产生的效应，而非独立的力。在这一图景中，爱因斯坦广义相对论描述的时空曲率并
非宇宙的基本特征，而是物质与电磁场之间相互作用在大尺度上的结果。
卡斯特纳解释说：“交易构成了量子理论中的‘测量’。支撑涌现时空事件的基本自由度
是具有带电组件的束缚系统，如原子和分子——这些是发射器和吸收器——以及电磁场，
即交易的媒介。”
从热力学到重力
这一方法最引人注目的含义之一是它能够在不假设重力为独立力的情况下，重现广义相对
论的关键预测——包括大质量物体之间的引力。研究人员应用热力学原理，特别是熵的概
念，来解释为什么物质会吸引其他物质。
熵通常被描述为无序的度量，反映了导致相同大尺度状态的微观排列数量。在新框架中，
原子和分子的多种量子态——连同它们发射的光子——定义了系统的熵。随着质量增加，
这些状态的数量也增加，增强了相互作用的可能性，从而产生我们解释为重力的力。
卡斯特纳说：“由交易组件组成的有质量物体为交易提供了‘燃料’。当我们以温度和质
量的可能位置来量化这些交易燃料时，引力势能就是结果。”
重新思考暗物质和暗能量
研究人员表示，这种基于熵的描述自然解释了长期以来挑战传统理论的现象，包括恒星在
银河系中的未解释运动（导致暗物质的假设）和宇宙膨胀的显著加速（通常归因于暗能量
）。
卡斯特纳说：“该模型预测了当前标准理论中的异常现象，例如银河旋转异常（‘暗物质
’）以及‘暗能量’的小但非零值及其近年来的减弱。进一步的天文观测可能为该模型的
预测提供更精确的测试。”
根据卡斯特纳和施拉特的研究，无需引入未知形式的物质或能量来解释这些效应——它们
自然从普通物质及其电磁相互作用的热力学行为中产生。
卡斯特纳说：“总之，我们的理论是一个量子引力理论，对爱因斯坦的理论进行了适当的
修正，尽管在该模型中引力并非量子场，而是涌现时空的自然结构属性。”
展望未来
研究团队正在进一步扩展该理论。一个主要目标是在新框架内描述引力波——由LIGO等观
测站检测到的时空涟漪。这些信号不再是引力场中的波，而是源自质量运动的变化。
卡斯特纳说：“我们正在继续发展该模型，特别是其在不直接将能量归因于‘引力场’而
是归因于源质量本身的情况下解释引力波的能力。”
虽然仍有许多问题待解，但这一新理论为标准引力观点提供了一个引人入胜的替代方案，
可能最终有助于统一我们对宇宙从最小粒子到最大结构的理解。
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