Mokslininkai atrado potencialų tiltą tarp bendrojo reliatyvumo ir kvantinės mechanikos - dviejų išskirtinių fizinių teorijų - ir tai galėtų paskatinti fizikus permąstyti pačią erdvės ir laiko prigimtį.
Alberto Einšteino bendrojo reliatyvumo teorijoje gravitacija apibūdinama kaip geometrinė erdvės ir laiko savybė. Kuo masyvesnis objektas, tuo labiau jo erdvės ir laiko iškraipymai jaučiami kaip gravitacija.
Aštuntajame dešimtmetyje fizikai Stephenas Hawkingas ir Jacobas Beckensteinas pastebėjo ryšį tarp juodųjų skylių paviršiaus ploto ir jų mikroskopinės kvantinės struktūros, lemiančios jų entropiją. Tai reiškė pirmą supratimą, kad tarp bendro reliatyvumo ir kvantinės mechanikos yra ryšys, praneša vnauke.in.ua
Nepraėjus nė trims dešimtmečiams, teorinis fizikas Juanas Maldacena pastebėjo dar vieną ryšį tarp gravitacijos ir kvantinio pasaulio. Šis ryšys paskatino sukurti modelį, kuris rodo, kad erdvėlaikį galima sukurti arba sunaikinti keičiant įsipainiojimo kiekį tarp skirtingų objekto paviršiaus plotų.
Kitaip tariant, tai reiškia, kad pats erdvėlaikis, bent jau apibrėžtas modeliuose, yra susipynimo tarp objektų produktas.
Norėdami toliau nagrinėti šią minties kryptį, Chungjunas Cao ir Seanas Carrollas iš Kalifornijos technologijos instituto (CalTech) nusprendė sužinoti, ar jie iš tikrųjų galėtų išvesti dinamines gravitacijos savybes (kaip žinoma iš bendro reliatyvumo), naudojant struktūrą, kurioje erdvės laikas atsiranda iš kvantinio susipynimas. Jų tyrimai neseniai buvo paskelbti „arXiv“.
Naudodamiesi abstrakčia matematine koncepcija, vadinama Hilberto erdve, Cao ir Carrollas sugebėjo rasti panašumų tarp lygčių, reguliuojančių kvantinį susipynimą, ir Einšteino bendrojo reliatyvumo lygčių. Tai patvirtina mintį, kad erdvėlaikis ir gravitacija kyla dėl susipynimo.
"Vienas iš akivaizdesnių yra patikrinti, ar reliatyvumo simetrijos yra atkurtos šioje struktūroje, visų pirma mintis, kad fizikos dėsniai nepriklauso nuo to, kaip greitai judate erdvėje", - sakė Carrollas.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Visko teorija
Šiandien beveik viską, ką žinome apie fizinius mūsų visatos aspektus, galima paaiškinti arba bendruoju reliatyvumu, arba kvantine mechanika. Pirmasis puikiai paaiškina veiklą labai didelėmis skalėmis, tokiomis kaip planetos ar galaktikos, o antrasis padeda suprasti labai mažas skales, tokias kaip atomai ir subatominės dalelės.
Tačiau atrodo, kad abi teorijos nesuderinamos. Tai paskatino fizikus ieškoti sunkiai suvokiamos „visko teorijos“- vienos struktūros, kuri paaiškintų visa tai, įskaitant erdvės ir laiko prigimtį.
Kadangi gravitacija ir erdvėlaikis yra svarbi „visko“dalis, Carrollas teigė manantis, kad jo ir Cao atlikti tyrimai gali padėti rasti teoriją, suderinančią bendrą reliatyvumą ir kvantinę mechaniką.
„Mūsų tyrimai dar nekalba apie kitas gamtos jėgas, todėl mes vis dar esame toli nuo„ visko teorijos sukūrimo “, - sakė jis.
Tačiau jei rastume tokią teoriją, tai galėtų padėti mums atsakyti į kai kuriuos didžiausius klausimus, su kuriais šiandien susiduria mokslininkai. Pagaliau galime suprasti tikrąją tamsiosios materijos, tamsiosios energijos, juodųjų skylių ir kitų paslaptingų kosminių objektų prigimtį.
Jau dabar tyrėjai įgauna supratimą apie kvantinio pasaulio galimybes radikaliai patobulinti mūsų skaičiavimo sistemas, o visko teorija gali potencialiai pagreitinti procesą, atskleisdama naujas perspektyvas vis dar painiojamame pasaulyje.