[爆卦] 可動態改變因果律的相對論實驗

[jackliao1990 (j)]

https://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.111.052211

統一量子力學和廣義相對論並建立萬有理論(量子重力理論)是物理學的終極目標
然而量子力學描述的是靜態、固定的時空(因果關係固定)
廣義相對論則將時空視為動態實體(因果關係取決於物質與能量的分佈)
因此過去認為大統一理論需具備因果不確定性(因果關係可處於量子疊加態中)

新研究提出新思路:不直接檢測因果關係的量子疊加態而是專注因果關係的動態性
作者提出新版貝爾測試(貝爾測試由約翰·貝爾提出:如果粒子自旋方向的出現機率違反
貝爾不等式就表明上帝以擲骰子決定粒子的未來)
科學家將貝爾的思維應用到相對論並設計出一種圖形博弈遊戲:
1.裁判從預設的莫比烏斯圖中隨機選擇一條弧線並隨機生成一個位元x（0或1）
2.裁判向所有玩家公布這條弧線，但只將位元x傳送給發送方
3.如果接收方r的最終輸出與x相符，則遊戲獲勝
在靜態固定的因果關係下遊戲的獲勝機率存在理論上限11/12
根據幾何學
此機率上限能被轉換成可實驗測試的貝爾不等式
因此如果測到獲勝機率違反上限
即表明玩家行動改變了因果關係本身

現實實驗測試中可將"事件"定義為"光束的交叉點"
根據廣義相對論
光線沿著零測地線傳播
當時空因為大質量物體而彎曲時
光線路徑會改變
因此玩家可以在環境中移動大質量物體(改變質量分布狀況)來改變時空的因果結構
如果玩家透過移動物質而成功改變了因果結構
那麼實驗觀察到的獲勝機率將超過理論界限

此外引力波引起的時空曲率變化可視為對因果結構的擾動
作者指出可用LIGO的引力波數據來實現本遊戲

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