在宇宙发生大爆炸之前，我们熟知的空间—时间概念实际上不存在，时空构造如何发生？大爆炸过程如何缔造了时空世界？一向以来，时空物理学的根基问题成了理论物理学家探究的核心。波兰华沙大学物理系的学者对时空构造问题进行了多年研究，他们比来的理论剖析功效令人骇怪不已，“量子引力”主导和激发了宇宙的劈头，不是所有的根基粒子都受同样的空间—时间构造的支配，时空构造跟着粒子的分歧而发生响应的转变。在宇宙发生大爆炸的时刻，物质、时间和空间被压缩到极致状况，极早期的宇宙形成了极大值的密实、热度，极大值的引力将根基粒子压缩成“奇点”。数十年来，世界列国的物理学家起劲探究量子引力的存在和特征，在宇宙降生的原点，量子引力的物理纪律施展了主导感化。
波兰华沙大学物理学系（FUW）的杰吉·莱万多斯基传授率领了一个科学小组，他们出席了第20届广义相对论和引力（GR20）国际大会，同时出席了第10届爱德华多·阿玛尔迪引力波（Amald10）国际会议，小构成员在学术会议时代提出了“语惊四座”的新型量子宇宙模型，近900位世界各地的物理学家和天文学家聆听了他们的“科学好创意”，时空概念在宏观上对每小我的意义分歧，时空构造在微观上对每个粒子的呈现各不沟通。莱万多斯基传授和博士研究生助手安德里亚·戴普尔在剖析申报中指出，分歧的根基粒子履历了分歧空间—时间存概念。用“圈量子引力”（LQG）概念来描述量子引力，这是科学小组研究的课题之一，他们提出了理论假设的思路，在某种水平上看，空间—时间构造与纤维组织相似，“圈量子引力”时空由微小、圈状、大密集数量的纤维组织组成。
在“圈量子引力”时空构造的数学模型中，一个1平方厘米的“时空间域”、或“时空场”由100万的万亿万亿万亿万亿万亿（5个万亿）倍、或10的66次方个“纤维”编织而成，“最小的时空纤维”等同于最小的时空单元单子。3年前，华沙大学物理系的科学小组提出了“圈量子引力”（LQG）的数学模型，假设的一连时空模型将现代物理学的两大分支——量子力学和广义相对论融合起来，模型描述了两个互相关联的物理范畴，一个是引力范畴，广义相对论描述的空间确定了引力的性质，质量弯曲了时空，弯曲时空导致了引力效应；一个是标量、或纯量的范畴，最简洁的物质类型和物质的数量分派在每一个空间的“交叉点”。
科学小组构建的时空模型是以量子论为根蒂，它与人们在平常运动中接触的时空世界非常分歧。然而，人们熟悉的时空世界如何从最初量子引力的时空构造转化而来？物质和量子引力的互相感化如何导致了经典空间—时间样态的显现？科学小组相信：每一类型的物质在与空间—时间的互相感化中示意了沟通的特征。为了懂得物质与时空的互相感化，科学小组第一次提出了两者的互相感化模型，有两种量子引力与物质粒子互相感化的最简洁景遇：零静止质量的粒子和非零静止质量的粒子。现代物理学的尺度模型描述了根基粒子和它们之间的互相感化。
光子是零质量粒子的一种景遇，有名的希格斯粒子、或希格斯波色子是非零质量粒子的一种景遇。希格斯粒子的质量为一个纯量、或一个标量，希格斯粒子为另外粒子付与了质量，好比：夸克、电子、介子、陶子和与它们有关的中微子。科学小组从量子引力模型推导了粒子行为的方程式。在分歧对称性空间—时间的前提下、在分歧类型粒子的互相感化中，科学小组磨练了是否获得了相似和不相似的方程式。他们发现，在零质量粒子的景遇中，方程式验证了粒子对应空间—时间的各项同性、或时空在所有偏向有同样的性质，无论零质量的光子有多大、多小的能量，有多大、多小的动力，光子对应的时空在所有偏向示意了一致性。
非零质量粒子的景遇分歧，粒子的质量在理论模型中似乎是一个附加前提，一个典型的时空结——构既知足了粒子质量的前提，又知足了时空在所有偏向有沟通特征的前提弗成能竖立起来的、或只能竖立各向异性的时空构造，在各向异性的时空构造中，粒子活动的偏向是空间—时间的优先偏向。非零质量的粒子在活动中履历了分歧性质的空间—时间构造，并且每一种带质量的粒子有“自身版本”的空间—时间概念，它们的活动偏向决意了所履历的时空特征。
宇宙中有质量粒子的活动造成了时空构造的各项异性。这是一个奇异的构想。科学小组研究了量子世界的行为，在量子化的粒子世界中，我们处在一个“外在的世界”。人们用经典力学的概念对待四周的时空构造，宇宙时空没有偏向的偏好、或时空具有各向同性的特征。大量的观测和物理实验的数据不克直接证实科学小组的结论，若何从观测和实验中磨练科学小组的结论？这绝非是一件简洁的事情，理论假说是一回事，对理论假说的证实是另一回事。科学小组的理论研究获得了波兰科学和高档教育部和波兰国度科学中心的帮助。波兰华沙大学物理系有200多位教职人员，80%以上的教师和科研人员获得了传授职称，物理系吸引了1000多逻辑学生，他们在物理学的分歧范畴开展了功效显著的索求。
（编译：2013-8-2）
