检测引力波后的量子力学

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当然，现在每个人都知道引力波的探测

但是，由于广义相对论和量子力学不相处，我们现在可以说一下这种检测证明量子力学实际上并不适用，而广义相对论确实占了上风吗？

另一个问题：我们如何识别涟漪的起源（假设这是大爆炸还是其他大事件的结果）？

编辑16-2-2016

我今天在读一篇文章，我想在这里分享。基本上是说没有第三个检测器，我们就无法对信号进行三角测量。一些科学家尝试了在观察到海浪之后直接观察事件发生的方法的方法，但他们无法仅仅因为合并距离太远或太微弱而无法用我们当前的技术观察到，就无法检测到合并。

— 克里斯·巴拉卡特（Chris Barakat）
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这是一个黑洞的合并，不是大爆炸。原始重力波的波长甚至更长，对于LIGO来说可能太长了

— 詹姆斯·K

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量子物理学和相对论不是相互竞争的理论。它们是互为补充的理论，与大规模发生的事情相关，而量子则是关于很小的规模。争议在于没有人真正知道如何统一这两个领域。物理学家想要的是一种理论，它可以一次完成地描述一切的工作原理。也许是优雅的风格或一系列简单的规则。我们甚至不确定这种事情是否确实存在，但是如果确实存在，那肯定会很好，因为该理论将是人类科学成就的顶峰。问题是，没有人真正知道如何做。

— 谢恩

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观察光波并不能证明量子力学。

光具有粒子和波的特性。在低能量下，很难检测到光的粒子性质：无线电波是由光子组成的，但是单个无线电波光子却很难被检测到。我不确定我们是否直接检测到能量低于红外波段的单个光子。

引力波（可能）也具有波和粒子的性质。重力场可能是量化的。但是在LIGO运行的频率和灵敏度下，无法测量单个量子。因此，这种检测不能证明GR优于QM。

如果有的话，了解诸如黑洞合并之类的极端事件可能会导致对重力量子性质的理论理解。

— 詹姆斯·K
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谢谢您的回答，它确实帮助我理解了这个主意。.我将在几个小时内将其标记为答案，以便为其他答案提供更多时间

— Chris Barakat

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@Odin：等待几天（或者像5或7天）似乎比仅仅几个小时好，因为专家并不总是在幕后...

— Olivier Dulac

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可能没有合理的实验可以检测到单个引力子。在这里，合理的意思是诸如“不够大而无法坍塌成黑洞”和“在每个宇宙年龄中至少检测到一个引力子”之类的东西。arxiv.org/abs/gr-qc/0601043这个事件确实与您预期的量子引力还不太接近。对于30个太阳质量的黑洞，施瓦兹希尔半径为 m，而普朗克长度为 m。

10^{5}

$10^5$

10^{- 35}

$10^{-35}$

— 罗宾·埃克曼

1

当然，与诸如太阳系之类的东西相比，这是极端的：离太阳 AU（即在地球上）的距离，在太阳表面的曲率半径约为 m。太阳约 m。但是引力非常弱，因此量子引力仍然有很多数量级。（请注意，大曲率半径 =小曲率。大球体的弯曲程度小于小球体。）

1

$1$

10^{12}

$10^{12}$

5 \cdot 10^{8}

$5\cdot 10^8$

— 罗宾·埃克曼

顺便说一句，如果有人知道直接或间接观察到的最低能量光子的能量，我会很感兴趣。

— James K

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该测量对量子引力状态的影响正好为零。

广义相对论与量子力学不相容的恰当说法是广义相对论的量子场论不可重正化。重归一化本质上意味着该理论在所有能级上都定义明确，这似乎对所提出的基本理论是合理的要求。

因此，我们知道的是，采用经典广义相对论并将其量化，我们没有得到量子引力的基本理论。这并不能排除其他提议的引力量子理论，例如LQG或弦论。

此外，物理学的工作方式是，在旧理论的适用范围内，新理论必须还原为旧理论。不管正确的引力量子理论如何，其低能量极限都应被量化为广义相对论，而其经典极限就是经典广义相对论。您必须在广义相对论或量子力学之间进行选择是不正确的。

因此，对经典广义相对论的预测进行的这种测量绝对不能表明没有引力的量子力学模型。不可能，因为我们已经有了一个引力的量子力学模型：量化的广义相对论。它不像我们想要的那样“好”，但实际上仅将其排除在基本理论之外。

— 罗宾·埃克曼
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这个站点吸引了相当高质量的答案。我全票了（我几乎不做..）

— javadba

确实..非常聪明的答案@javadba

— 克里斯·巴拉卡特

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另一个问题，我们如何识别涟漪的起源（假设是大爆炸或其他大事件造成的结果）？

（我只是在回答问题的这一部分，因为James已经回答了有关GR vs QM的主要部分。）

LIGO制作了一张图像，显示了他们对这两个黑洞的最佳估计：

他们只能说在南部天空中的某个地方。将来，由更多检测器组成的网络将使此类事件的定位更加精确。

— 安迪
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真是太了不起了。谢谢您的分享

— 克里斯·巴拉卡特

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只要再有一个在线检测器，就会产生巨大的变化。两个LIGO探测器只能将该事件定位到600平方度的区域。在新闻发布会上，曾经有科学家说过，处女座探测器在今年晚些时候上线之后，他们应该能够将其缩小到几位数的平方度。对于快速响应光学示波器来说，这是一个足够小的空间，可以用来测量中子星合并所产生的余辉（结论的最后一段）。

— Dan Neely

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如果您想要更多有关该部分问题的详细信息，请查看16-2-2016 @Andy :)的编辑

— Chris Barakat

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既然LIGO India 已获得印度政府的批准，那么寻找源头的能力应该会在未来几年中得到极大的提高。

— 克里斯·穆勒

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$m_{graviton} < 1.2 × 10^{−22} \frac{eV}{c^2}$ $1.9 × 10^{−41} kg$

参考：https : //www.youtube.com/watch ? v = vy5vDtviIz0 & feature = youtu.be & t = 1h5m23s https://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.116.061102（第8页）

— 科尔尼格
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可能有点太短了。参考？

— Hohmannfan '16

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尽管引力波和黑洞合并的双重发现可能不会直接影响质量管理的地位，但可能会间接带来新的“惊喜”。例如，在此链接中：http : //news.discovery.com/space/weve-detected-引力波那是什么160213.htm 他们评论说：“由于某种原因，黑洞的最终旋转速度比预期的慢，这表明两个黑洞的碰撞速度很慢，或者它们处于碰撞状态，导致它们的组合角动量彼此抵消。莱纳说：“这很好奇；自然为什么会那样做？” 最后的评论是：“这个早期的难题可能归结于一些尚未被考虑的基础物理学，但更令人兴奋的是，它可能揭示出一些干扰广义相对论预测的“新”或外来物理学。哇！“干扰广义相对论”是一种礼貌的暗示它可能是错误的方式。因此，也许质量管理可以拯救相对论，而不是相反。

— 弗朗西斯科·穆勒（Francisco Muller）
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