一项新理论提出，引力不是一种基本力，而是由量子电磁相互作用产生的，这可能会重塑我们对时空本身的看法。

       引力的新视角：或许它根本不是一种“基本力”

       引力是自然界中最熟悉却也最令人困惑的现象之一。近日一项新研究提出了颠覆性的观点：引力并非一种基本力，而是源于更深层次的量子过程，与电磁作用紧密相关的涌现效应。如果这一理论得到验证，它可能解释长期困扰标准模型的谜题——包括暗物质的起源，以及推动宇宙加速膨胀的能量。

        这项成果发表在《物理学通讯》期刊上。这项研究的物理学家——马里兰大学的露丝·卡斯特纳(Ruth Kastner) 和纽约量子研究所的安德烈亚斯·施拉特(Andreas Schlatter) 一起构建了一个新的理论框架。在这个框架中，空间与时间本身并非宇宙的基本成分，而是普通物质在量子层面进行电磁相互作用的结果。

       光子交换“编织”时空

       卡斯特纳阐述：“一个真实光子的产生，便会通过‘交易’过程创造出时空的结构：包括光子的发射事件、吸收事件，以及连接两者的真实光子本身。”
        “简而言之，时空事件及其结构联系，是由这些光子交易自然涌现的。”

        根据这一理论，当原子或分子发射和吸收光子（即传递电磁作用的粒子）时，每一次“交易”都会产生一对时空事件，进而拼接出一个关系网络，而这正是我们所感知的空间与时间。

        注：按照物质粒子辐射空间本底量子新概念的认识和结论，物质粒子波动性与其空间本底量子辐射相生相伴，构成物质粒子波动性的物理机制，演生时空及引力场，自然使物质粒子具有惯性和出现引力效应，自然使宇宙呈现膨胀及加速膨胀和观测到的星系旋转曲线。

       爱因斯坦视角的延伸

       这一观点延续并拓展了之前关于“引力是涌现现象”的探索。换句话说，引力可能不是一种自身独立存在的基本力，而是更基本过程的产物。在这种描述下，爱因斯坦广义相对论中的时空弯曲并非宇宙的根本特性，而是物质与电磁场相互作用在宏观尺度上的集体结果。

       从量子“交易”到热力学，再到引力

       卡斯特纳解释说：‘交易构成了量子理论中的“测量”。支撑涌现时空事件的基本自由度，是那些带电成分的束缚系统（如原子和分子——它们既是发射者也是吸收者），以及电磁场——也就是交易发生的媒介。’

       这种思路最引人注目的地方在于：它能够在不把引力当作一种独立基本力的情况下，依然重现广义相对论的关键预言——包括大质量天体之间的相互吸引。研究者们借助的是热力学原理，尤其是“熵”的概念，来解释为什么物质会彼此吸引。

       熵常被描述为“无序度”，它反映的是在保持宏观状态不变的前提下，系统可能的微观排列数。在这个新框架里，原子与分子的众多量子态，以及它们发射的光子，共同定义了系统的熵。随着质量增加，这些量子态的数量也随之增长，使得相互作用的可能性更大，从而自然地产生了我们所感知到的“引力”。

       有质量的物体，由于由这些不断进行交易的成分构成，实际上为交易提供了‘燃料’。
       当我们用温度来量化这种交易燃料，并结合质量可能的空间位置时，引力势能就由此而生。

       重新思考暗物质与暗能量

       研究者指出，这种基于熵的描述能够自然而然地解释那些长期困扰传统理论的现象。其中包括：星系中恒星的异常运动（传统上被归因于不可见的“暗物质”），以及宇宙加速膨胀的现象（通常被归因于“暗能量”）。

        该模型预测了在标准理论中被视为‘异常’的量值，例如星系旋转的异常现象（即所谓的‘暗物质’），以及‘暗能量’的一个小但非零的数值——而且它还解释了暗能量在最近观测中呈现的逐渐减弱趋势。
        未来更精确的天文观测，或许能为这些预测提供检验。

        在 Kastner 与 Schlatter 的框架下，无需假设任何未知的物质或能量形式。这些效应完全可以看作是普通物质及其电磁相互作用在热力学层面上的自然结果。

        简而言之，他们的理论是一种量子引力理论，它对爱因斯坦的理论作出了适当修正。只不过，在这个模型里，引力并不是一个独立的量子场，而是涌现时空的一种自然结构属性。

       展望未来

       目前，这个团队正在努力进一步拓展他们的理论。其中一个主要目标是解释引力波。在现有的广义相对论中，引力波被视为时空中的涟漪，并已被 LIGO 等观测站直接探测到。

        而在新框架下，引力波不再是“引力场中的波动”，而是由质量自身运动状态的变化所引发的信号。

       研究人员正在继续完善这个模型，特别是它解释引力波的能力。其目标是，不再把能量直接归因于‘引力场’，而是归因于引力源本身的质量运动。

       尽管仍有许多未解之谜，这一新理论却为引力提供了一个耐人寻味的全新视角。它不仅可能为我们解释宇宙的最小粒子到最大结构之间的联系打开一扇窗，也有望在未来推动人类朝着真正统一自然规律的方向迈进了一步。