量子时空湮灭的普遍性与可检验性:引力波相位扩散的规范无关框架
广义相对论与量子宇宙学
2025-12-03 v1 光学
摘要
我们构建了一个完全规范无关且严格推导的框架,用于计算通过随机量子时空传播的引力波 (GW) 的累积湮灭。直接处理黎曼张量二点函数,并利用宇宙学 GW 传播的极端绝热性,我们表明相位扩散而非振幅衰减或模式混合,是微观曲度波动的唯一一级导数印记。我们的主要理论结果是一种普遍性定理:对于任何其曲度波动具有有限相关长度的量子引力模型,累计相位方差随距离线性增长,独立于底层微观物理。这种扩散标度与相干天体效应以及非局域模型截然不同。因此,频率指数成为一种干净的谱分类器,区分弦-泡沫 recoil、全息或尺度无关噪声,以及因果集离散性。我们通过评估沿虚线测地线的投影黎曼关联子,并确定偏离普遍性何时会出现的确切条件,获得这些结果。最后,我们概述了一种分层贝叶斯策略,用于通过 LIGO、LISA 和脉冲星时序阵列测量此效应。虽然标准的普朗克尺度波动仍远低于当前灵敏度,但此框架提供了对具有宏观相关长度或强能量依赖性的异次元量子时空情景的尖锐且可检验的测试。
引用
@article{arxiv.2512.02782,
title = {Universality and Falsifiability of Quantum Spacetime Decoherence: A Gauge-Invariant Framework for Gravitational-Wave Phase Diffusion},
author = {Hu Cang and Yuan Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.02782},
year = {2025}
}