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在粒子物理領域，有許多令人興奮的概念和理論，使我們能夠更深入地了解宇宙。標准模型就是這樣的理論之一，它結合了對電磁力、強核力和弱核力以及希格斯場等潛在基本力的理解。標准模型是數十年研究和實驗的結果，如今被認爲是粒子物理學中最成功的理論之一。

然而，盡管取得了一些成就，標准模型並沒有提供所有的答案。例如，它沒有解釋宇宙最基本的力之一——引力。我們知道引力是一種將一切結合在一起的力量，但在標准模型中仍未得到探索。

看來重力是我們每天都會遇到的東西，應該好好研究一下。但事實上，在原子核的尺度上，引力與其他力相比是極其微弱的。如果我們將重力與強核相互作用和弱核相互作用進行比較，那麽它會弱數十萬倍。這種差距之大，甚至是難以想象。

然而，盡管量子世界中的引力如此微弱，我們不能說它不存在。如果我們僅依靠基本粒子物理領域實驗獲得的數據，那麽我們甚至不會懷疑重力的存在。

但我們在整個星系（例如銀河系）甚至星系團的尺度上看到了引力的表現。在那裏，重力的作用正如艾薩克·牛頓 350 多年前所預言的那樣。因此，當我們談論重力時，我們必須在不同的尺度上考慮它，以充分理解它的性質和對我們世界的影響。

當我們考慮微觀世界中的引力時，它的影響盡管很弱，但仍然具有相關性。鑒于迄今爲止我們最好的引力理論是愛因斯坦的廣義相對論，合乎邏輯的步驟是將這一理論應用于亞原子世界。

爲了清楚起見，讓我們想象一下電子圍繞原子核“旋轉”的情況。根據廣義相對論，電子會因引力波的發射而損失能量，導致其螺旋向下進入質子。這一預測類似于利用經典電磁學做出的預測，並最終導致了量子力學的創建。

因此，有前提相信引力也必須具有量子性質。存在其他基本力的量子理論以及廣義相對論是經典理論的事實證實了這一點。因此，量子引力代表了理解微觀世界本質中缺失的一環。

如果我們接受量子引力的概念，那麽這意味著一種稱爲引力子的粒子的存在，就像電磁學的量子理論預測光子的存在一樣。這種引力子應該是引力場的主要“組成部分”，類似于光子是電磁場的量子載體。

目前，我們還沒有觀察到引力子，因此我們對它們存在的信念僅基于理論。爲了使引力子符合牛頓和愛因斯坦的引力理論，它必須具有某些性質。引力子必須是無質量的，以確保無限的引力半徑。此外，要成爲純粹的吸引力，引力子的量子力學自旋必須爲 2，這與電子自旋 (1/2) 和光子自旋 (1) 不同。此外，引力子必須是電中性的。

即使使用未來可能建造的加速器，在粒子物理實驗中産生引力子的可能性幾乎爲零。

然而，如果宇宙與我們目前的感知有很大不同，我們在不久的將來探測到引力子的可能性很小。如果宇宙中除了通常的三個維度之外還存在其他小維度，那麽也許我們會發現引力子，甚至是大質量引力子。

幾種量子引力理論已經被提出，並且仍然是可能的。

其中一種理論是超弦理論，它提出物質的最小組成部分是非常小的弦。這一理論多年來一直非常流行，盡管它也因缺乏可檢驗的預測而受到批評。

另一個有趣的理論是圈量子引力。該理論表明存在最小的空間和時間量子，這是一個相當奇怪的想法。這意味著，與傳統的尺寸調整不同，在傳統的尺寸調整中，您可以將一米長的物體切成兩個半米長的物體，在這個理論上，一旦達到一定的尺寸，您實際上就不能再讓物體變得更小了。

圈量子引力理論中討論的最小空間和時間的物理維度太小，無法在粒子物理的實驗室實驗中進行測試。然而，它們可能對觀測非常遙遠的天體有一些可測試的影響。目前還沒有證據支持這些想法，並且該主題的研究仍在進行中。

如果量子引力的想法被證明是正確的，它將改變我們對黑洞中心奇點和大爆炸前宇宙狀態等現象的理解。根據現代物理學概念，在大爆炸之前，宇宙中的所有物質都存在于一個尺寸爲零的點。

同樣，在黑洞的中心，形成黑洞的恒星的整個質量被壓縮到零。這些巨大質量集中的點稱爲奇點。奇點是現代物理學中提出許多問題的現象，而量子引力可能爲這些問題提供新的答案和解決方案。

因此，當物質被壓縮成微小體積時，引力變得更加重要並開始占據主導地位，這意味著量子引力理論變得最相關。量子引力可以防止奇點並防止出現無限密度和零維度的點。