1.媒體來源:
外媒Advanced Science News
2.記者署名:
Andrey Feldman
3.完整新聞標題:
New theory suggests gravity is not a fundamental force
4.完整新聞內文:
一項新理論提出，重力並非基本力，而是源自量子電磁相互作用，可能重塑我們對時空的
看法。
對重力的全新觀點挑戰了對這一自然界最熟悉卻又令人困惑的力的長期假設。在一項新研
究中，兩位研究人員認為，引力並非基本力，而是從與電磁相互作用相關的更深層量子過
程中產生的效應。若得到證實，這一理論可能有助於解釋長期以來標準模型無法解釋的謎
團——包括暗物質的起源和推動宇宙膨脹的能量。
這項研究發表於《Journal of Physics Communications》，重新構想了重力，將其視為
並非編織於時空結構中的力，而是從普通物質在量子層面的行為中產生的東西。馬里蘭大
學的露絲·卡斯特納（Ruth Kastner）和紐約量子研究所的安德烈亞斯·施拉特（
Andreas Schlatter）開發了一個框架，在該框架中，空間和時間本身並非基本，而是由
原子和分子等帶電系統之間的電磁相互作用產生。
從光子交換到時空
卡斯特納說：「真實光子的產生通過創造時空事件及其結構性聯繫，形成了『時空結構』
；即發射事件、吸收事件，以及聯繫這些事件的光子。簡言之，時空事件及其結構性聯繫
從這些交易中產生。」
這些交易發生在原子或分子發射和吸收光子——傳遞電磁力的光粒子時。根據該理論，每
次交易在時空中產生一對事件，有效地編織出一個關係網絡，形成我們所感知的空間和時
間。
這一想法建立在早期重新思考重力作為一種湧現現象的努力之上——即從更基本的物理過
程中產生的效應，而非獨立的力。在這一圖景中，愛因斯坦廣義相對論描述的時空曲率並
非宇宙的基本特徵，而是物質與電磁場之間相互作用在大尺度上的結果。
卡斯特納解釋說：「交易構成了量子理論中的『測量』。支撐湧現時空事件的基本自由度
是具有帶電組件的束縛系統，如原子和分子——這些是發射器和吸收器——以及電磁場，
即交易的媒介。」
從熱力學到重力
這一方法最引人注目的含義之一是它能夠在不假設重力為獨立力的情況下，重現廣義相對
論的關鍵預測——包括大質量物體之間的引力。研究人員應用熱力學原理，特別是熵的概
念，來解釋為什麼物質會吸引其他物質。
熵通常被描述為無序的度量，反映了導致相同大尺度狀態的微觀排列數量。在新框架中，
原子和分子的多種量子態——連同它們發射的光子——定義了系統的熵。隨著質量增加，
這些狀態的數量也增加，增強了相互作用的可能性，從而產生我們解釋為重力的力。
卡斯特納說：「由交易組件組成的有質量物體為交易提供了『燃料』。當我們以溫度和質
量的可能位置來量化這些交易燃料時，引力勢能就是結果。」
重新思考暗物質和暗能量
研究人員表示，這種基於熵的描述自然解釋了長期以來挑戰傳統理論的現象，包括恆星在
銀河系中的未解釋運動（導致暗物質的假設）和宇宙膨脹的顯著加速（通常歸因於暗能量
）。
卡斯特納說：「該模型預測了當前標準理論中的異常現象，例如銀河旋轉異常（『暗物質
』）以及『暗能量』的小但非零值及其近年來的減弱。進一步的天文觀測可能為該模型的
預測提供更精確的測試。」
根據卡斯特納和施拉特的研究，無需引入未知形式的物質或能量來解釋這些效應——它們
自然從普通物質及其電磁相互作用的熱力學行為中產生。
卡斯特納說：「總之，我們的理論是一個量子引力理論，對愛因斯坦的理論進行了適當的
修正，儘管在該模型中引力並非量子場，而是湧現時空的自然結構屬性。」
展望未來
研究團隊正在進一步擴展該理論。一個主要目標是在新框架內描述引力波——由LIGO等觀
測站檢測到的時空漣漪。這些信號不再是引力場中的波，而是源自質量運動的變化。
卡斯特納說：「我們正在繼續發展該模型，特別是其在不直接將能量歸因於『引力場』而
是歸因於源質量本身的情況下解釋引力波的能力。」
雖然仍有許多問題待解，但這一新理論為標準引力觀點提供了一個引人入勝的替代方案，
可能最終有助於統一我們對宇宙從最小粒子到最大結構的理解。
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6.備註:
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