Новая теория бросает вызов основам современной физики: Объединение гравитации и квантовой механики

Физики из UCL (Университетский колледж Лондона) выдвинули радикальную теорию, которая может примирить давнее противоречие между квантовой механикой и общей теорией относительности Эйнштейна. Теория, представленная в двух одновременных работах, опубликованных физиками UCL, бросает вызов преобладающему предположению, что гравитация должна быть изменена, чтобы вписаться в рамки квантовой теории.

Уже более века физики бьются над проблемой объединения этих двух фундаментальных столпов современной физики. Квантовая теория управляет поведением мельчайших частиц во Вселенной, а общая теория относительности объясняет гравитацию через искривление пространства-времени. Однако попытки примирить эти теории остаются неуспешными.

Среди физиков преобладает мнение, что теорию гравитации Эйнштейна необходимо изменить или "квантовать", чтобы привести ее в соответствие с квантовой теорией. Теория струн и петлевая квантовая гравитация - два ведущих кандидата на создание квантовой теории гравитации, которые следуют этому подходу.

Однако профессор Джонатан Оппенгейм и его команда из Калифорнийского университета предлагают альтернативный подход в своей новой теории, изложенной в статье, опубликованной в журнале Physical Review X (PRX). Их теория предполагает, что пространственное время может быть классическим, а не управляться квантовой теорией.

Вместо того чтобы изменять само пространство-время, эта теория, известная как "постквантовая теория классической гравитации", изменяет саму квантовую теорию. Она предсказывает нарушение предсказуемости, опосредованной пространством-временем, что приводит к случайным и сильным флуктуациям, превышающим те, которые предсказывает квантовая теория. Эта непредсказуемость делает невозможным точное определение веса объектов.

Чтобы проверить свою теорию, бывшие аспиранты профессора Оппенгейма предложили эксперимент, опубликованный в журнале Nature Communications. Цель эксперимента - очень точно измерить вес какой-либо массы с течением времени и проследить, не колеблется ли он. Например, Международное бюро мер и весов во Франции может взвесить массу в 1 кг, которая ранее была стандартом. Если колебания в измерениях этой массы окажутся меньше, чем требуется для математической согласованности, это исключит теорию.

Доктор Эндрю Понтцен, космолог из Университетского колледжа Лондона, так прокомментировал значение теории: "Если эта теория верна, она произведет революцию в нашем понимании гравитации и квантовой механики. Она предполагает, что нам, возможно, придется пересмотреть наши фундаментальные предположения о природе пространственного времени и его взаимодействии с материей".