Колебания пространства-времени могут объединить теорию Эйнштейна и квантовую физику

Поиски единой теории всего в физике продолжаются уже несколько десятилетий, и гравитация представляет собой серьезную проблему. Однако недавно предложенная теория предлагает потенциальное решение, пытаясь объединить теорию гравитации Эйнштейна с квантовой механикой. Эта новая теория не только дает возможность проверить ее достоверность экспериментально, но и ставит под сомнение сложившееся представление о том, что пространственное время должно быть квантованным.

Квантовая физика успешно описывает микромасштабный мир частиц и атомов, охватывая три из четырех фундаментальных сил Вселенной. Эти силы включают в себя электромагнетизм, а также сильные и слабые ядерные силы. Однако, несмотря на многочисленные попытки гениальных ученых, гравитация остается неуловимой.

Общая теория относительности Эйнштейна на сегодняшний день представляет собой наиболее точную модель гравитации. Она объясняет, что гравитация - это результат искривления пространства-времени под действием масс. Представьте себе пространство-время в виде батутного мата, на котором лежит шар для боулинга. Вес шара создает провал в мате, подобно тому, как массивный объект вроде звезды искривляет пространство-время. Когда на мат кладут меньший шар, он скатывается вниз по провалу к большему шару, что напоминает наше ощущение гравитации. Кроме того, если катить теннисный мяч с достаточной скоростью, он будет вращаться вокруг углубления, подобно тому как Земля вращается вокруг Солнца.

Общая теория относительности Эйнштейна выдержала тщательную проверку в течение последнего столетия и была подтверждена недавними открытиями, такими как обнаружение гравитационных волн в 2015 году. Однако она не совсем согласуется с другими фундаментальными силами, описываемыми квантовой механикой.

Задача состоит в том, чтобы найти способ объединить гравитацию с квантовой механикой. Ученые изучали теории "квантовой гравитации" и искали гипотетическую частицу-носитель гравитации под названием "гравитон". Однако эти попытки не привели ни к каким убедительным результатам.

Один из подходов заключается в том, чтобы квантовать само пространство-время, разбив его на более мелкие составные части. Теория струн и петлевая квантовая гравитация - две известные теории, пытающиеся достичь этого. Однако ни одна из этих теорий не подходит так органично, как теория Эйнштейна.

В новом исследовании профессор Джонатан Оппенгейм из Университетского колледжа Лондона предлагает другую точку зрения. Он предполагает, что пространственное время следует классической физике, в то время как квантовая теория требует модификации. Эта альтернативная теория, которую Оппенгейм называет "постквантовой теорией классической гравитации", бросает вызов преобладающему представлению о том, что пространство-время должно быть квантованным.

Сместив акцент с квантования пространства-времени на модификацию квантовой теории, теория Оппенгейма предлагает новый взгляд на объединение гравитации и квантовой механики. Она открывает новые возможности для экспериментальной проверки и может проложить путь к прорыву в понимании фундаментальной природы Вселенной.