Tutkijat ovat paljastaneet potentiaalisen sillan yleisen suhteellisuusteorian ja kvanttimekaniikan - kahden ennennäkemättömän fyysisen teorian - välillä, mikä voisi saada fyysikot miettimään tilan ja ajan luonnetta.
Albert Einsteinin suhteellisuusteoria kuvaa painovoimaa avaruuden ja ajan geometrisena ominaisuutena. Mitä massiivisempi esine on, sitä enemmän sen aika-aika vääristymä ja tämä vääristymä koetaan painovoimana.
1970-luvulla fyysikot Stephen Hawking ja Jacob Beckenstein panivat merkille mustien aukkojen pinta-alan ja niiden mikroskooppisen kvanttirakenteen välisen suhteen, joka määrää heidän entropiansa. Tämä merkitsi ensimmäistä oivallusta siitä, että yleisen suhteellisuusteollisuuden ja kvanttimekaniikan välillä on yhteys, raportoi vnauke.in.ua
Alle kolme vuosikymmentä myöhemmin teoreettinen fyysikko Juan Maldacena havaitsi toisen yhteyden painovoiman ja kvanttimaailman välillä. Tämä suhde on johtanut mallin luomiseen, joka viittaa siihen, että aika-aika voidaan luoda tai tuhota vaihtelemalla takertumisen määrää kohteen eri pinta-alojen välillä.
Toisin sanoen tämä tarkoittaa, että itse aika-aika, ainakin sellaisena kuin se on määritelty malleissa, on esineiden välisen kietoutumisen tuote.
Tutkiakseen tätä ajattelutapaa Chungjun Cao ja Sean Carroll Kalifornian teknillisestä instituutista (CalTech) päättivät selvittää, voisivatko ne todella johtaa painovoiman dynaamiset ominaisuudet (kuten yleisestä suhteellisuudesta tiedetään) käyttämällä rakennetta, jossa avaruusaika syntyy kvantista takertuminen. Heidän tutkimuksensa julkaistiin äskettäin arXivissa.
Hilbert-avaruudeksi kutsutun abstraktin matemaattisen konseptin avulla Cao ja Carroll pystyivät löytämään yhtäläisyyksiä kvanttitangotusta säätelevien yhtälöiden ja Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian yhtälöiden välillä. Tämä vahvistaa ajatuksen, että aika-aika ja painovoima syntyvät takertumisesta.
"Yksi ilmeisimmistä on testata, palautuvatko relatiivisuussymmetriat tässä rakenteessa, erityisesti ajatus siitä, että fysiikan lait ovat riippumattomia siitä, kuinka nopeasti liikut avaruudessa", Carroll sanoi.
Mainosvideo:
Kaiken teoria
Nykyään melkein kaikki, mitä tiedämme maailmankaikkeutemme fyysisistä näkökohdista, voidaan selittää joko yleisellä suhteellisuusteollisuudella tai kvanttimekaniikalla. Ensin mainittu tekee hyvää työtä selittäessään toimintaa hyvin suurilla mittakaavoilla, kuten planeetoilla tai galakseilla, kun taas jälkimmäinen auttaa meitä ymmärtämään hyvin pieniä mittakaavia, kuten atomeja ja subatomisia hiukkasia.
Nämä kaksi teoriaa näyttävät kuitenkin olevan ristiriidassa keskenään. Tämä sai fyysikot etsimään vaikeasti ymmärrettävää "kaiken teoriaa" - yhtä rakennetta, joka selittäisi kaiken, mukaan lukien tilan ja ajan luonteen.
Koska painovoima ja avaruusaika ovat tärkeä osa "kaikkea", Carroll sanoi uskovansa, että hänen ja Caon tekemät tutkimukset voivat auttaa löytämään teorian, joka sovittaa yhteen yleisen suhteellisuusteorian ja kvanttimekaniikan.
"Tutkimuksessamme ei vielä puhuta muista luonnonvoimista, joten olemme vielä melko kaukana" teorian luomisesta kaikesta ", hän sanoi.
Jos kuitenkin löydämme tällaisen teorian, se voi auttaa meitä vastaamaan joihinkin tutkijoiden suurimpiin kysymyksiin. Voimme vihdoin ymmärtää pimeän aineen, pimeän energian, mustien aukkojen ja muiden salaperäisten avaruusobjektien todellisen luonteen.
Tutkijat ovat jo saamassa käsityksen kvanttimaailman kyvystä parantaa radikaalisti laskentajärjestelmiämme, ja kaiken teoria voisi mahdollisesti nopeuttaa prosessia paljastamalla uusia näkökulmia yhä suuressa sekaannuksessa olevaan maailmaan.