Znanstvenici su blizu stvaranja nove teorije kvantne gravitacije

Klasični modeli fizike - zakoni gibanjaNewton i Einsteinova opća teorija relativnosti pretpostavljaju da su svojstva predmeta poput položaja i kretanja apsolutna. Te su teorije krunsko dostignuće moderne fizike, opisujući prirodu izvrsno, ali odvojeno. Opća relativnost bavi se velikim poznatim objektima i događajima svemira, dok kvantna mehanika obuhvaća nevidljivi i čudni mikrokozmos, gdje dvije čestice, razdvojene tisućama svjetlosnih godina, mogu trenutno reagirati na međusobne pokrete. Ova dva teorijska svijeta, definitivni klasični i neodređeni kvant, djeluju izuzetno dobro. Klasično za velike masivne objekte poput baseballs-a i planeta, a kvantno za male svjetlosne objekte poput atoma i molekula. Međutim, oba ova pristupa urušavaju se kad pokušavamo proučavati masivne, ali male objekte, poput unutrašnjosti crnih rupa ili promatranog svemira nedugo nakon Velikog praska. Ali zašto?

Novi pristup mogao bi otkriti vezu između gravitacije i kvantne mehanike

Kako svemir djeluje

Gravitacija je prva temeljna silačije je postojanje čovječanstvo prepoznalo, ali još uvijek se najmanje razumije. Fizičari mogu s iznimnom točnošću predvidjeti učinke gravitacije na kuglačke kugle, zvijezde i planete, ali nitko ne zna kako ta sila djeluje s najmanjim česticama ili kvantama. Možda nije iznenađujuće, znanstvenicima je trebalo gotovo cijelo stoljeće da stvore kvantnu teoriju koja opisuje kako najmanje čestice u svemiru međusobno djeluju. Mnogi su vjerovali da bi jedan gravitacijski pravilnik trebao upravljati svim galaksijama, kvarkovima i onim što se nalazi između.

Uspostaviti radikalno novi pristupdefinirajući kako naš svemir djeluje na svojoj temeljnoj razini, znanstvenici su se okrenuli najmodernijim istraživanjima u kvantnom računanju i kvantnoj tehnologiji. Nedavno je međunarodna skupina stručnjaka predvođena istraživačima sa Sveučilišta u Nottinghamu pokazala da se samo kvantna gravitacija, a ne klasična gravitacija, može koristiti za stvaranje specifične informacijske komponente potrebne za kvantno računanje.

Vidi također: Što je Einsteinova opća teorija relativnosti?

“Više od stotinu godina fizičari su se borili protiv togadefinirati kako se dvije temeljne teorije znanosti, kvantna teorija i opća relativnost, koje opisuju mikroskopske i makroskopske pojave, kombiniraju u jednu sveobuhvatnu teoriju prirode “, napominje vodeći autor dr. Richard Hole.

“Za to su vrijeme iz temelja razvili dvasuprotni pristupi, nazvani "kvantna gravitacija" i "klasična gravitacija". Međutim, potpuni nedostatak eksperimentalnih podataka znači da fizičari ne znaju koji pristup sveobuhvatna teorija zapravo koristi. Naša studija pruža eksperimentalni pristup rješavanju ovog problema ”, napominju autori studije objavljene u časopisu Physical Review.

Kad želite znati koliko je gravitacija ogromnasvjetlost savija zvijezde, tada izvadite udžbenik iz teorijske fizike opće relativnosti. Ali ako je vaš cilj razumjeti kako se elektroni kreću kroz računalni čip, morat ćete se uhvatiti za udžbenik kvantne mehanike.

Možda se pitate: Tajne kvantne mehanike - što je kvantna zapletenost?

Nova teorija kvantne gravitacije

Budući da su tijekom nove studije stručnjaci zapolja kvantnog računanja, kvantne gravitacije i kvantnih eksperimenata radila su zajedno kako bi otkrila neočekivanu vezu između polja kvantnog računanja i kvantne gravitacije, pa čak i njime predložila novi eksperimentalni način za ispitivanje da postoji kvantni, a ne klasični, gravitacija.

„Ako ne postoji teorija kvantne gravitacije, onda je svemir samo kaos. Nesreća ”, rekla je za Wired Netta Engelhardt, teoretska fizičarka s MIT-a.

Predloženi pokus, prema Phys.org, je hladiti milijarde atoma u zamci veličine sfernog milimetra na ekstremno niske temperature. U takvim uvjetima atomi prelaze u stanje koje se naziva Bose-Einsteinov kondenzat i počinju se ponašati zajedno, kao da je jedan veliki kvantni atom. Tada se magnetsko polje primjenjuje na "atom" tako da on osjeća samo vlastitu gravitacijsku privlačnost.

Autori znanstvenog rada napominju da ako su njihoviteorija kvantne gravitacije je točna, tada će se primijetiti određene nedosljednosti u promjeni karakteristika sustava. Značajno je da bi se eksperiment trebao održati u vrlo bliskoj budućnosti, budući da znanstvenici već imaju sve potrebne tehnologije. Ako sve bude u redu, nakon više od stotinu godina istraživanja, fizičari će napokon dobiti informacije o istinskoj, sveobuhvatnoj, temeljnoj teoriji prirode. sama teorija svega,

Gravitacijski valovi generirani spajanjemneutronske zvijezde u izvedbi umjetnika. Primarni svemir je još jedan izvor gravitacijskih valova koji bi, ako se otkrije, mogao pomoći fizičarima u razvoju kvantne teorije gravitacije.

Za još fascinantnije članke o tome kako Svemir djeluje i koje ga sile kontroliraju, pročitajte naš kanal na Yandex.Zen. Redovito se objavljuju članci kojih nema na web mjestu.

Dr. Marios Christodoulou iz Hong Kongasveučilište uključeno u ovu suradnju dodalo je: „Ova je studija posebno zanimljiva jer se predloženi eksperiment također povezuje s filozofskijom idejom da se svemir ponaša poput ogromnog kvantnog računala koje računa sam sebe, pokazujući da su kvantne fluktuacije u svemiru ogroman prirodni resurs za kvantno računanje ". U međuvremenu ćemo pričekati. Tko zna, možda je svijet na rubu novog, nevjerojatnog otkrića.