科學家提出一套新的「量子重力」理論，試圖重新解釋宇宙在大爆炸剛開始時的狀態，並對傳統物理中的「奇點」概念提出修正可能。這項研究認為，愛因斯坦的廣義相對論雖然能很好描述一般宇宙，但在宇宙誕生最極端的瞬間，可能還不夠完整。記者林育如／編譯

科學家提出一套新的「量子重力」理論，試圖重新解釋宇宙在大爆炸剛開始時的狀態，並對傳統物理中的「奇點」概念提出修正可能。這項研究認為，愛因斯坦的廣義相對論雖然能很好描述一般宇宙，但在宇宙誕生最極端的瞬間，可能還不夠完整。

[caption id="attachment_215001" align="alignnone" width="823"] 新的「量子重力」理論，試圖重新解釋宇宙在大爆炸剛開始時的狀態。（圖／AI生成）[/caption]

《Spac.com》報導，目前主流理論回推宇宙起源時，會出現密度與溫度「無限大」的狀態，也就是所謂的奇點。不過研究團隊指出，這種結果可能代表理論在極端條件下失效，而不是宇宙真的存在一個「無限小的點」。

這項研究由加拿大滑鐵盧大學與佩里米特理論物理研究所的Niayesh Afshordi領導。他們提出「二次量子重力」模型，希望讓重力在極高能量環境下仍然成立，並進一步解釋宇宙早期的變化。這項研究已發表於《Physical Review Letters》。

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研究團隊發現，在這套新模型中，宇宙早期的快速膨脹（類似暴脹階段）有可能自然出現，不一定需要額外假設特殊「暴脹場」。同時，原本必須存在的「奇點」，也有機會被更完整的理論取代，而不再是描述宇宙起點的必要條件。

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研究人員表示，這個模型目前在部分測試中，和現有觀測資料的吻合程度不差，有些情況甚至略優於傳統理論。不過這並不代表已經證實，而是顯示它「有潛力成立」。

接下來，研究團隊希望透過更精細的計算，找出可以實際觀測的線索，例如原初重力波，或宇宙微波背景輻射中的微小變化。如果未來真的觀測到特定訊號，就有機會驗證這套新理論是否正確。

資料來源：Spac.com

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歷時二十年的天文謎團終於揭曉——位於蟹狀星雲中心的蟹脈衝星發出的獨特射電「斑馬條紋」，竟是等離子體與重力的角力結果。這一最新發現由 堪薩斯大學（University of Kansas） 物理與天文學教授Mikhail Medvedev領導，他的研究揭示，重力透鏡效應是形成這些明暗分明條紋的關鍵因素。記者林育如／編譯

歷時二十年的天文謎團終於揭曉——位於蟹狀星雲中心的蟹脈衝星發出的獨特射電「斑馬條紋」，竟是等離子體與重力的角力結果。這一最新發現由 堪薩斯大學（University of Kansas） 物理與天文學教授Mikhail Medvedev領導，他的研究揭示，重力透鏡效應是形成這些明暗分明條紋的關鍵因素。

[caption id="attachment_208205" align="alignnone" width="785"] 大多數脈衝星的射電波譜較寬且雜亂，不像蟹脈衝星的訊號有如此清晰的條帶。圖中為由美國航空暨太空總署（NASA）的詹姆斯•韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope）拍攝的蟹狀星雲影像。（圖／取自NASA）[/caption]

蟹脈衝星位於銀河系的英仙座旋臂，距離地球約6,500光年，自1054年中國與日本天文學家觀測到超新星以來，一直是天文學家研究的焦點。不同於其他脈衝星射電訊號通常雜亂寬廣，蟹脈衝星高頻脈衝中出現清晰的分段光帶，明亮帶與黑暗帶交替排列，好比斑馬條紋，形成極高對比的干涉圖案。

Medvedev指出，過去的模型雖能模擬條紋，但無法解釋實際觀測到的高對比度。經過精細分析，他發現脈衝星磁層的等離子體會讓光線散開，形成「散射透鏡」，而重力則將光線聚集，像「聚焦透鏡」。兩種效應交互作用，特定光路互相補償，形成干涉條帶：光線在某些頻率加強，產生亮帶；在其他頻率互相抵消，形成暗帶。這就是蟹脈衝星斑馬條紋的真正成因。

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Medvedev表示：「這是天文史上首次觀測到等離子體與重力共同塑造射電訊號的實例。雖然重力透鏡在黑洞研究中已有大量討論，但蟹脈衝星展示了全新現象——兩種力量角力形成的干涉圖案。」

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這項成果不僅解答了長久以來的謎題，也為研究中子星及其周圍物質提供新工具。Medvedev指出，未來可進一步研究旋轉脈衝星的重力效應，甚至可能透過觀測條紋探測中子星內部結構。該研究已在 arXiv 預印本發表，並被Journal of Plasma Physics 接受。

這一發現將在2026年3月15–20日於丹佛舉行的 美國物理學會全球物理高峰會（APS Global Physics Summit） 上進一步報告。

資料來源：Phys.org、Sci.News、University of Kansas

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倫敦大學皇家霍洛威學院的物理學家 Joseph Aziz 和 Richard Howl 提出一個大膽理論：即便重力是傳統經典形式，它仍可能讓量子物質產生「類似量子糾纏」（quasi-entanglement）的現象。這一發現挑戰了科學界對量子重力的既定想像，或許將改寫我們對重力與量子世界的理解。記者林育如／編譯

倫敦大學皇家霍洛威學院的物理學家 Joseph Aziz 和 Richard Howl 提出一個大膽理論：即便重力是傳統經典形式，它仍可能讓量子物質產生「類似量子糾纏」（quasi-entanglement）的現象。這一發現挑戰了科學界對量子重力的既定想像，或許將改寫我們對重力與量子世界的理解。

[caption id="attachment_198267" align="alignnone" width="814"] 圖示展示了時空在巨大物體（此處指地球）存在下如何彎曲。（圖／取自NASA）[/caption]

長久以來，物理學家一直在尋找統一量子力學與廣義相對論的方法。量子力學描述微觀世界，廣義相對論則掌握宏觀宇宙和重力，但這兩套理論至今仍互相矛盾。Aziz 與 Howl 的研究指出，即使重力不是量子化的，它也可能與量子物質互動，進而產生類似糾纏的效應。

這個想法源自物理大師理查德·費曼在1957年的經典思想實驗：將一個物體（例如蘋果）置於量子疊加狀態，即同時存在於兩個位置，觀察其重力場是否也進入量子疊加。傳統認為，只有當重力本身是量子化時，才能出現物質間的糾纏。然而，Aziz 和 Howl 發現，即便重力是經典的，它也可以透過「虛擬粒子」與量子場互動，使物質出現類似糾纏的效應，但強度遠低於真正的量子重力。

這意味著，未來的實驗可能會觀察到物質間的量子相關性，即便重力未量子化。舉例來說，兩個自旋互相糾纏的粒子，如果測量其中一個，另一個自旋狀態立即可知；在經典重力下，這種關聯性會大幅下降，需要重複大量實驗才能看到效果。

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Howl 強調，他們的研究並不否定量子重力的存在，也不意味量子重力無法區分。這項研究只是提醒科學界，經典重力可能比想像中更複雜，甚至在微觀世界中發揮微妙作用。雖然要在實驗中驗證這一理論仍極具挑戰，需要消除 decoherence 等干擾，但未來幾十年，費曼的思想實驗或許真的能上實驗台，揭開量子重力的神秘面紗。

Aziz 和 Howl 的論文於10月22日發表在國際頂尖期刊《Nature》，立刻引起物理界熱烈討論，也讓人期待量子世界與重力之間的秘密，可能比我們想像的更加驚人。

資料來源：Space.com、NASA

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為了讓人類未來能在月球與火星生活，日本京都大學與大型建設公司攜手構思能產生人類所需重力的太空居住設施，並朝實現 …

為了讓人類未來能在月球與火星生活，日本京都大學與大型建設公司攜手構思能產生人類所需重力的太空居住設施，並朝實現開始進行共同研究。

日本放送協會（NHK）報導，京都大學人類太空學研究中心與鹿島建設公司，5日舉行聯合記者會對外說明。

根據雙方說明，人類未來如果想在月球或火星生存的話，跟地球相同程度的重力不可或缺，他們構思在月球或火星地表，建設直徑約200公尺、高度在200公尺到400公尺間的杯狀設施，透過旋轉的離心力產生人工重力。

這處杯狀設施內除了供人類居住的地區外，也會設置重現地球環境的海及森林等小型生態系，打造能供人類生存的基礎。

有關在月球與火星間移動的交通工具，將把類似新幹線車廂大小的車體，跟六角形裝置結合，在移動同時透過旋轉產生跟地球相同的人工重力。

京都大學與鹿島建設認為確立這些技術將成為實現移居太空的關鍵，決定今後開始共同研究，推動具體構造的檢討等相關事項。

京都大學教授山敷庸亮說，雖然還不到實現階段，但在世界各國持續建構太空社會的情況下，為了讓日本能占有優勢，概念展現很重要，他們將進行相關研究。

富士新聞網報導，跟地球相比，火星上的重力只有1/3、月球更只剩1/6，如果能打造利用旋轉時離心力產生人工重力的居住設施，就能讓人類維持隨時都能返回地球的身體狀況。（譯者：黃名璽/核稿：劉淑琴）

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