Teadlased on avastanud potentsiaalse silla üldrelatiivsusteooria ja kvantmehaanika - kahe silmapaistva füüsikalise teooria - vahel ning see võib viia füüsikud ruumi ja aja olemuse ümbermõtestamisele.
Albert Einsteini üldrelatiivsusteooria kirjeldab gravitatsiooni kui ruumi ja aja geomeetrilist omadust. Mida massiivsem on objekt, seda rohkem on tema aegruumi moonutusi ja seda moonutust tunnetatakse gravitatsioonina.
1970. aastatel märkisid füüsikud Stephen Hawking ja Jacob Beckenstein mustade aukude pinna ja mikroskoopilise kvantstruktuuri vahelist suhet, mis määrab nende entroopia. See tähendas esimest tõdemust, et üldrelatiivsusteooria ja kvantmehaanika vahel on seos, edastab vnauke.in.ua
Vähem kui kolm aastakümmet hiljem täheldas teoreetiline füüsik Juan Maldacena veel ühte seost gravitatsiooni ja kvantmaailma vahel. See suhe on viinud mudeli loomiseni, mis viitab sellele, et aegruumi saab luua või hävitada, muutes objekti eri pindalade vahelist takerdumist.
Teisisõnu tähendab see, et aegruum ise, vähemalt nagu mudelites määratletud, on objektide põimumise tulemus.
Selle mõttekäigu edasiseks uurimiseks otsustasid Chungjun Cao ja Sean Carroll California Tehnoloogiainstituudist (CalTech) uurida, kas nad saavad tegelikult tuletada gravitatsiooni dünaamilisi omadusi (mis on tuntud üldrelatiivsusteooriast), kasutades struktuuri, millest aegruum väljub. takerdumine. Nende uuringud avaldati hiljuti arXivis.
Hilberi ruumiks nimetatud abstraktse matemaatilise kontseptsiooni abil suutsid Cao ja Carroll leida sarnasusi kvantpõimumist reguleerivate võrrandite ja Einsteini üldrelatiivsusteooria võrrandite vahel. See kinnitab ideed, et aegruum ja gravitatsioon tekivad takerdumisest.
"Üks ilmsematest on testida, kas relatiivsusteooria sümmeetriad on selles struktuuris taastatud, eriti idee, et füüsikaseadused on sõltumatud sellest, kui kiiresti te ruumis liigute," ütles Carroll.
Reklaamvideo:
Kõigi teooria
Tänapäeval saab peaaegu kõike, mida meie universumi füüsikaliste aspektide kohta teame, seletada kas üldrelatiivsusteooria või kvantmehaanika abil. Esimene neist aitab suurepäraselt selgitada tegevust väga suurtes skaalades, näiteks planeetidel või galaktikates, teine aga aitab meil mõista väga väikeseid skaalasid, nagu aatomid ja subatoomilised osakesed.
Need kaks teooriat näivad siiski üksteisega kokkusobimatud. See viis füüsikud otsima tabamatut "kõige teooriat" - ühte struktuuri, mis seletaks seda kõike, sealhulgas ruumi ja aja olemust.
Kuna gravitatsioon ja aegruum on oluline osa kõigest, ütles Carroll, et tema ja tema Cao tehtud uuringud võivad aidata leida teooriat, mis ühildab üldrelatiivsusteooria ja kvantmehaanika.
"Meie uuringud ei räägi veel muudest loodusjõududest, seega oleme" kõigest teooria loomisest "veel üsna kaugel," ütles ta.
Kui aga leiame sellise teooria, võib see aidata meil vastata tänapäeva suurimatele küsimustele, millega teadlased silmitsi seisavad. Lõpuks saame aru tumeaine, tumeda energia, mustade aukude ja muude salapäraste kosmoseobjektide tõelisest olemusest.
Juba on teadlased imbumas kvantmaailma võimesse meie arvutisüsteeme radikaalselt täiustada ja kõige teooria võib protsessi potentsiaalselt kiirendada, paljastades uued vaatenurgad endiselt suures osas segases maailmas.
