Нова дива книга казва, че „квантовата гравитация“ може да възникне от холографска вселена

(pixelparticle/Гети изображения)

През последните десетилетия от живота си Алберт Айнщайн се надяваха да се обединят неговото описание на гравитацията със съществуващи модели на електромагнетизъм в рамките на една основна теория.

Това е търсене, което продължава да измъчва теоретичните физици и до днес. Два от нашите най-добри модели на реалност – този на Айнщайн обща теория на относителността и законите на квантовата механика – са несмесими като маслото и водата.

Каквато и да изглежда комбинация от двете, тя почти сигурно ще разкрие основите на Вселената, доста различни от всичко, което можем да визуализираме.

Ново публикувано математическо откритие описва появата на гравитацията в рамките на така наречения „холографски“ модел на Вселената; открит е от екип от изследователи от Технологичния университет Чалмърс в Швеция и MIT в САЩ.

Колкото и странно да звучи, това е най-доброто място за нас да започнем в търсенето на пълно разбиране за това как пространството, времето и материята възникват от по-дълбоки закони.

„Когато търсим отговори на въпроси във физиката, често се насочваме към нови открития и в математиката“, казва Математикът от университета Чалмърс Даниел Персон.

„Това взаимодействие е особено важно в търсенето на квантовата гравитация – където е изключително трудно да се извършват експерименти.“

Въпреки тяхната дискретна способност да предсказват поведението на всичко - от скокове на електрони до Черна дупка удари с необичайна точност, квантова физика и обща теория на относителността възникват от две много различни системи на мислене.

Квантовата Вселена е блокова, но все пак мъглива, когато се гледа отблизо, като пиксели, които се размиват в объркваща бъркотия от цветове, когато притиснете лицето си към екрана.

Общата теория на относителността разчита на безпроблемен континуум от пространство и време, който се извива в отговор на масата с ясна убеденост, дори когато се разглежда в най-малкия мащаб.

Има и други метафори, които можем да използваме, за да опишем как може да функционира Вселената, всяка със свои собствени математически рамки, всяка малко по-неясна от предишната.

Някои включват добавяне на невидими измерения обвити в умопомрачителни геометрии. Холографският принцип, използван от изследователите тук, е странен пример, който включва вземане на измерения далеч .

Можете да мислите за това по следния начин: цялата информация, разказваща как частиците се бутат и дърпат заедно, е кодирана върху нещо, което е по-близко до плоска повърхност от 3D пространството, в което мислим, че живеем, не по-различно от това как се появява усещането за дълбочина, когато погледнете плосък, холографски стикер.

Има добра причина да мислим за физиката по този начин. Квантовите версии на гравитацията, вградени в 4D пространство-времето, бързо стават изключително сложни и неработещи.

Ако нашето пространство-време се изкриви достатъчно назад върху себе си, за да създаде вид цилиндър, то непременно ще има „плоска“ граница. Също така се случва, че тези тромави теории за квантовата гравитация биха имали съответни теории на тази граница, теории, които са много по-прости да работя с.

Тази нова статия ефективно смесва различни модели, управляващи частиците и техните вълни и как те се трансформират в полета в рамките на холографска настройка, за да се приземи върху математическия еквивалент на гравитацията, работеща като естествено следствие от тези взаимодействия.

„Предизвикателството е да се опише как възниква гравитацията като „възникващ“ феномен . Точно както ежедневните явления – като потока на течност – възникват от хаотичните движения на отделни капчици, ние искаме да опишем как гравитацията възниква от квантово-механична система на микроскопично ниво, казва математикът Робърт Берман, също от университета Чалмърс.

Като бонус, тази нова работа може също така да посочи пътя към обяснения на други широкомащабни явления, като горивото за разширяване на Вселената, което в момента наричаме тъмна енергия .

Колкото и елегантна да е математиката, теоретиците имат лукса да изпълват работата си с предупреждения и предположения, за да намерят интригуващи нови модели. Например, дали нашата Вселена се извива обратно на себе си достатъчно, за да има вид граница, необходима за холографския принцип, само по себе си е открит въпрос, в което са убедени няколко космолози.

Все пак, когато се опитвате да решите проблем, който дори Айнщайн не е могъл да реши, започването с невъобразимото не е лош начин да започнете.

Това изследване е публикувано в Nature Communications .

За Нас

Публикуването На Независими, Доказани Факти От Доклади За Здравето, Пространството, Природата, Технологиите И Околната Среда.