Vědci objevili potenciální most mezi obecnou relativitou a kvantovou mechanikou - dvě preeminentní fyzikální teorie - a to by mohlo vést fyziky k přehodnocení samotné podstaty prostoru a času.
Teorie obecné relativity Alberta Einsteina popisuje gravitaci jako geometrickou vlastnost prostoru a času. Čím hmotnější objekt, tím více jeho časoprostorového zkreslení a toto zkreslení je vnímáno jako gravitace.
V 70. letech si fyzici Stephen Hawking a Jacob Beckenstein všimli vztahu mezi povrchem černých děr a jejich mikroskopickou kvantovou strukturou, která určuje jejich entropii. To znamenalo první poznání, že existuje souvislost mezi obecnou relativitou a kvantovou mechanikou, uvádí vnauke.in.ua
O necelé tři desetiletí později teoretický fyzik Juan Maldacena pozoroval další souvislost mezi gravitací a kvantovým světem. Tento vztah vedl k vytvoření modelu, který naznačuje, že časoprostor lze vytvořit nebo zničit změnou množství zapletení mezi různými povrchovými plochami objektu.
Jinými slovy to znamená, že samotný časoprostor, alespoň jak je definován v modelech, je produktem prolínání mezi objekty.
Pro další prozkoumání této myšlenkové linie se Chungjun Cao a Sean Carroll z Kalifornského technologického institutu (CalTech) rozhodli zjistit, zda by ve skutečnosti mohli odvodit dynamické vlastnosti gravitace (jak je známo z obecné relativity) pomocí struktury, ve které se časoprostor vynořuje z kvanta zapletení. Jejich výzkum byl nedávno publikován v arXiv.
Pomocí abstraktního matematického konceptu zvaného Hilbertův prostor byli Cao a Carroll schopni najít podobnosti mezi rovnicemi, které řídí kvantové zapletení, a Einsteinovými rovnicemi obecné relativity. To potvrzuje myšlenku, že časoprostor a gravitace vznikají zapletením.
"Jedním z těch zjevnějších je otestovat, zda jsou v této struktuře obnoveny symetrie relativity, zejména myšlenka, že zákony fyziky jsou nezávislé na tom, jak rychle se pohybujete vesmírem," řekl Carroll.
Propagační video:
Teorie všeho
Dnes lze téměř vše, co víme o fyzických aspektech našeho vesmíru, vysvětlit buď obecnou relativitou, nebo kvantovou mechanikou. První z nich dělá skvělou práci při vysvětlování činnosti na velmi velkých měřítcích, jako jsou planety nebo galaxie, zatímco druhý nám pomáhá porozumět velmi malým měřítkům, jako jsou atomy a subatomární částice.
Zdá se však, že tyto dvě teorie jsou navzájem nekompatibilní. To vedlo fyziky k hledání nepolapitelné „teorie všeho“- jediné struktury, která by to všechno vysvětlovala, včetně povahy prostoru a času.
Protože gravitace a časoprostor jsou důležitou součástí „všeho“, řekl Carroll, že věří, že výzkum, který spolu s Cao provedli, může pomoci najít teorii, která sladí obecnou relativitu a kvantovou mechaniku.
"Náš výzkum ještě nemluví o jiných přírodních silách, takže jsme stále dost daleko od" vytvoření teorie všeho, "řekl.
Pokud bychom však takovou teorii našli, mohla by nám pomoci odpovědět na některé z největších otázek, kterým dnes vědci čelí. Konečně můžeme pochopit skutečnou podstatu temné hmoty, temné energie, černých děr a dalších tajemných vesmírných objektů.
Vědci již infiltrují schopnost kvantového světa radikálně vylepšit naše výpočetní systémy a teorie všeho by mohla proces urychlit odhalením nových perspektiv stále ještě zmateného světa.