Vedci objavili potenciálne prepojenie medzi všeobecnou relativitou a kvantovou mechanikou - dvoma vynikajúcimi fyzikálnymi teóriami - a to by mohlo viesť fyzikov k prehodnoteniu samotnej podstaty priestoru a času.
Teória všeobecnej relativity Alberta Einsteina popisuje gravitáciu ako geometrickú vlastnosť priestoru a času. Čím masívnejší je objekt, tým viac je jeho časopriestorového skreslenia a toto skreslenie sa cíti ako gravitácia.
V 70. rokoch 20. storočia si fyzici Stephen Hawking a Jacob Beckenstein všimli vzťah medzi povrchom čiernych dier a ich mikroskopickou kvantovou štruktúrou, ktorá určuje ich entropiu. To znamenalo prvé uvedomenie si, že existuje súvislosť medzi všeobecnou relativitou a kvantovou mechanikou, uvádza vnauke.in.ua
O necelé tri desaťročia neskôr teoretický fyzik Juan Maldacena spozoroval ďalšie spojenie medzi gravitáciou a kvantovým svetom. Tento vzťah viedol k vytvoreniu modelu, ktorý naznačuje, že časopriestor je možné vytvoriť alebo zničiť zmenou množstva zapletenia medzi rôznymi povrchovými plochami objektu.
Inými slovami to znamená, že samotný časopriestor, minimálne ako je definované v modeloch, je produktom prelínania sa medzi objektmi.
Pre ďalšie preskúmanie tejto myšlienkovej línie sa Chungjun Cao a Sean Carroll z Kalifornského technologického inštitútu (CalTech) rozhodli zistiť, či by mohli skutočne odvodiť dynamické vlastnosti gravitácie (ako je známe zo všeobecnej teórie relativity) pomocou štruktúry, v ktorej časopriestor vychádza z kvanta zapletenie. Ich výskum bol nedávno publikovaný v magazíne arXiv.
Pomocou abstraktného matematického konceptu zvaného Hilbertov priestor dokázali Cao a Carroll nájsť podobnosti medzi rovnicami, ktoré riadia kvantové zapletenie, a Einsteinovými rovnicami všeobecnej relativity. To potvrdzuje myšlienku, že časopriestor a gravitácia vznikajú zo zapletenia.
„Jedným z najzrejmejších je vyskúšať, či sa v tejto štruktúre obnovujú symetrie relativity, najmä myšlienka, že zákony fyziky sú nezávislé od toho, ako rýchlo sa pohybujete vesmírom,“uviedol Carroll.
Propagačné video:
Teória všetkého
Dnes je takmer všetko, čo vieme o fyzikálnych aspektoch nášho vesmíru, možné vysvetliť buď všeobecnou relativitou alebo kvantovou mechanikou. Prvý z nich odvádza skvelú prácu pri vysvetľovaní činnosti na veľmi veľkých mierkach, ako sú planéty alebo galaxie, zatiaľ čo druhý nám pomáha porozumieť veľmi malým mierkam, ako sú atómy a subatomárne častice.
Zdá sa však, že tieto dve teórie sú navzájom nezlučiteľné. To viedlo fyzikov k hľadaniu nepolapiteľnej „teórie všetkého“- jedinej štruktúry, ktorá by to všetko vysvetľovala, vrátane podstaty priestoru a času.
Pretože gravitácia a časopriestor sú dôležitou súčasťou „všetkého“, povedal Carroll, že je presvedčený, že výskum, ktorý uskutočnili spolu s Cao, môže pomôcť nájsť teóriu, ktorá zosúladí všeobecnú relativitu a kvantovú mechaniku.
„Náš výskum zatiaľ nehovorí o iných prírodných silách, takže sme stále dosť ďaleko od toho, aby sme„ vytvorili teóriu všetkého “,“uviedol.
Ak by sme však takúto teóriu našli, mohla by nám pomôcť zodpovedať niektoré z najväčších otázok, ktorým dnes vedci čelia. Konečne môžeme pochopiť skutočnú podstatu temnej hmoty, temnej energie, čiernych dier a ďalších tajomných vesmírnych objektov.
Vedci už teraz získavajú prehľad o schopnosti kvantového sveta radikálne zlepšovať naše výpočtové systémy. Teória všetkého by mohla proces urýchliť odhalením nových perspektív stále zmäteného sveta.