Изследователите са разкрили потенциален мост между общата теория на относителността и квантовата механика - две изтъкнати физически теории - които биха могли да накарат физиците да преосмислят самата природа на пространството и времето.
Теорията на общата относителност на Алберт Айнщайн описва гравитацията като геометрично свойство на пространството и времето. Колкото по-масивен е обектът, толкова повече неговото пространство-време изкривяване и това изкривяване се усеща като гравитация.
През 70-те години физиците Стивън Хокинг и Джейкъб Бекенщайн отбелязват връзката между повърхността на черните дупки и тяхната микроскопична квантова структура, която определя тяхната ентропия. Това означаваше първото осъзнаване, че съществува връзка между общата теория на относителността и квантовата механика, съобщава vnauke.in.ua
По-малко от три десетилетия по-късно теоретичният физик Хуан Малдацена наблюдава друга връзка между гравитацията и квантовия свят. Тази връзка доведе до създаването на модел, който предполага, че пространство-времето може да бъде създадено или унищожено чрез промяна на степента на заплитане между различните повърхности на обекта.
С други думи, това означава, че самото пространство-време, поне както е определено в моделите, е продукт на преплитането между обектите.
За по-нататъшно изследване на този ред на мисли, Чунджун Као и Шон Карол от Калифорнийския технологичен институт (CalTech) решават да видят дали всъщност могат да извлекат динамичните свойства на гравитацията (както е известно от общата теория на относителността), като използват структура, в която космическото време излиза от кванта заплитане. Изследванията им бяха публикувани наскоро в arXiv.
Използвайки абстрактна математическа концепция, наречена Хилбертово пространство, Као и Карол успяха да намерят прилики между уравненията, които управляват квантовото заплитане, и уравненията на Айнщайн за общата относителност. Това потвърждава идеята, че пространството-времето и гравитацията възникват от заплитането.
"Един от най-очевидните е да се провери дали симетриите на относителността са възстановени в тази структура, по-специално идеята, че законите на физиката са независими от това колко бързо се движите в космоса", каза Карол.
Промоционално видео:
Теорията на всичко
Днес почти всичко, което знаем за физическите аспекти на нашата Вселена, може да бъде обяснено или с обща теория на относителността, или с квантова механика. Първият се справя чудесно с обяснението на дейност в много големи мащаби, като планети или галактики, докато вторият ни помага да разберем много малки мащаби, като атоми и субатомни частици.
Двете теории обаче изглеждат несъвместими помежду си. Това накара физиците да търсят неуловима „теория на всичко“- една структура, която да обясни всичко, включително природата на пространството и времето.
Тъй като гравитацията и космическото време са важна част от „всичко“, Карол смята, че изследванията, направени от него и Као, могат да помогнат за намирането на теория, която съвместява общата теория на относителността и квантовата механика.
„Нашите изследвания все още не говорят за други природни сили, така че все още сме доста далеч от„ създаването на теория за всичко “, каза той.
Ако обаче намерим такава теория, тя може да ни помогне да отговорим на някои от най-големите въпроси, пред които са изправени учените днес. Най-накрая можем да разберем истинската природа на тъмната материя, тъмната енергия, черните дупки и други загадъчни космически обекти.
Вече изследователите получават представа за способността на квантовия свят да подобри радикално нашите изчислителни системи и теория на всичко може потенциално да ускори процеса чрез разкриване на нови перспективи за все още до голяма степен объркан свят.