.爱因斯坦的万有引力理论怎样才能与量子力学统一呢？这是一个挑战，可以让我们深入了解现象，如黑洞和宇宙的诞生。现在，《自然通信》杂志上的一篇新文章，由来自瑞典查尔摩斯工学院和美国麻省理工学院的研究人员撰写，提出了一些结果，为理解量子引力提出了新的挑战。

量子力学

相对论

现代理论物理学的一个重大挑战是找到一个统一的理论，可以在一个框架内描述所有的自然法则---- 连接爱因斯坦的广义相对论，描述了宇宙的大尺度，量子力学，描述了我们的世界在原子的水平。这样的量子引力理论将包括对自然界的宏观和微观描述。

我们努力去理解自然规律，数学就是我们写这些规律的语言。当我们在物理学中寻找问题的答案时，我们也常常会在数学上有新的发现。这种相互作用在寻找量子引力的过程中尤为突出，因为在那里进行实验是极其困难的,”查尔摩斯工学院数学科学系教授 Daniel Persson 解释说。

需要这种统一描述的现象的一个例子是黑洞。当一颗足够重的恒星在自己的引力下膨胀和坍缩时，黑洞就形成了，因此它的所有质量都集中在一个极小的体积内。对黑洞的量子力学描述仍然处于初级阶段，但涉及到惊人的高等数学。

量子引力的简化模型

量子引力理论

“我们面临的挑战是描述重力是如何作为一种‘神奇’现象产生的。正如日常现象---- 比如液体的流动---- 从单个液滴的混沌运动中显现出来一样，我们想要在微观层面上描述重力是如何从量子力学系统中显现出来的，查尔摩斯工学院数学科学系教授 Robert Berman 说

在最近发表在《自然通讯》杂志上的一篇文章中，Daniel Persson 和 Robert Berman，以及美国麻省理工学院的 Tristan Collins，展示了引力是如何从一个特殊的量子力学系统中产生的，在一个称为全息原理的简化的量子引力模型中。

“利用我以前研究过的数学技术，我们设法以一种比以前更精确的方式，阐明了全息原理引力是如何出现的。”Robert Berman 解释道。

暗能量的涟漪

暗能量导致宇宙加速膨胀

这篇新文章也可能对神秘的暗能量提供新的见解。在爱因斯坦的《广义相对论，引力被描述为一种几何现象。就像新铺的床在人的重量下弯曲一样，沉重的物体可以弯曲宇宙的几何形状。但是根据爱因斯坦的理论，即使是真空---- 宇宙的真空状态---- 也有着丰富的几何结构。如果你可以放大，在微观水平上观察这个真空，你会看到量子力学涨落或波纹，也就是我们所知的暗能量。从更大的角度来看，正是这种神秘的能量形式，促成了宇宙的加速膨胀。

这项新的工作可能会对这些微观量子力学涟漪是如何产生以及为什么产生，以及爱因斯坦的引力理论和量子力学之间的关系产生新的见解，这个问题已经困扰了科学家们几十年。

“这些结果为测试全息原理的其他方面提供了可能性，比如对黑洞的微观描述。我们也希望将来能够利用这些新的联系，在数学领域开辟新的天地,”丹尼尔 · 佩尔森说。