首页 »

黑洞、暗物质、引力波构成全新宇宙奥秘?诺奖得主呼吁全人类合作“解码”

2019/9/11 21:18:29

黑洞、暗物质、引力波构成全新宇宙奥秘?诺奖得主呼吁全人类合作“解码”

还记得美剧《生活大爆炸》那首耳熟能详的主题曲吗?我们生活的地球、地球身处的宇宙都因大爆炸而缘起,那么在未来空间,人类与身处的宇宙又将何去何从?

在今天上午举行的首届世界顶尖科学家论坛(上海·滴水湖)主论坛之一的光子科学与产业论坛上,2004年诺贝尔物理学奖获得者戴维•格罗斯提出,对于宇宙起源、黑洞、量子引力和暗物质的研究,将是未来物理学界几大最前沿的研究方向。

格罗斯表示,过去50年来人类不断描绘并刷新宇宙历史的沿革,对物质的了解和控制已经到了量子级、纳米级的尺度。当人类储备好了充足的自然知识,下一步就要提出新问题,通过观察和试验,构建新的理论,探寻新的答案。

 

首先要探究的答案,是对于宇宙起源的研究。目前人类对宇宙的探索已经到了银河系边缘,正在接近新的恒星,而人类对黑洞的研究也到了更加细微的尺度。近年来,人类不断在对宇宙空间结构的了解上取得突破,通过宇宙大爆炸理论构建了宇宙的基本模型,人们孜孜以求地尝试解密宇宙诞生的过程,从宇宙的角度了解人类将面临的问题。“可以说,物理学永恒的目标之一就是了解宇宙如何起源。”格罗斯说。

其次是对于黑洞的研究。人类已经在宇宙中发现了数以千计的黑洞,而“引力波”的发现则使人们对黑洞的研究有了进一步发展,人们对黑洞与黑洞之间、黑洞与恒星之间的相互作用展开了新的观察。因此,未来十年,地球上的天体物理学家们将能观察到数以千计的恒星与引力波,其中更不乏宇宙早期形成的引力波。

在原子的研究方面,人类已经通过实验探寻到进一步控制原子的方法。格罗斯表示,构建新物质有两种方法, 一是结合原子成为分子,二是按照每个原子或分子构建固态物质。在应用层面,人们对原子有了越来越多的认识,下一步就将构建新物质、开发新材料。而人类能做的就是进一步维持摩尔定律,构建连贯的量子计算机,进行量子机器的模拟仿真,推出超越传统计算机的计算能力,从而回答理论问题,回归研究的本质。“未来的研究趋势不仅包括发现新物质,还包括对原有物质创造出全新形式,这两点都令人振奋。”

格罗斯是将递归经济学纳入学术研究的先驱,也是“理性预期革命”的领导者。在理论物理,尤其是规范场理论、粒子物理和超弦理论等方面做出了一系列开创性的研究成果。他是量子色动力学的主要奠基人之一。量子色动力学作为描述自然界四种基本作用力之一的“强相互作用力”的基本理论,成为研究强子性质和原子核物理的基础。

值得关注的是,格罗斯还对超弦理论的发展做出了突出的贡献,他是“杂化弦理论”的创立者之一,该理论成为推动弦理论第一次革命性进展的最重要工作之一。

论坛现场,格罗斯指出,人类对量子引力还需要作出更为深入的研究。未来,人类或许要超越爱因斯坦的时空理论,开始在量子等级的微观层面对时空进行考量。“比如在弦理论中,可能要超过三维空间理论,形成具有6 个维度的弦理论。”

黑洞、暗物质、引力波之间构成的全新宇宙奥秘正待人类继续“解码”。而如何通过探寻宇宙的起源与奥秘展望人类的未来?格罗斯说,“研究宇宙的最佳时间已经到来,但需要全人类精诚合作,破除壁垒和竞争,才能取得真正的进步。”