Двое исследователей из Калифорнийского технологического института - Чун Чжун Као и Шон Кэрролл - ищут связь между общей теорией относительности (ОТО) Эйнштейна и квантовой механикой. Как известно, на сегодняшний день, объединить эти ведущие теории не представляется возможным. Если же ученым удастся построить между ними мостик, это приведет к полному переосмыслению того, что из себя представляют время и пространство.
История вопроса:
В своей революционной теории Альберт Эйнштейн описал гравитацию как геометрическое явление пространства и времени. Грубо говоря, чем большую массу имеет объект, тем сильнее он искривляет пространство-время. Подобное искривление мы и ощущаем как гравитацию.
Еще в 70-х годах 20-го века физики Стивен Хокинг и Якоб Бекенштейн заметили, что поверхность черных дыр и их микроскопическая квантовая структура, определяющая их энтропию (меру беспорядка) - связаны. Тогда и появилась мысль о том, что ОТО и квантовую механику можно объединить.
В начале 90-х аргентинский физик-теоретик Хуан Мальдасена нашел еще одну зацепку того, как, предположительно, квантовая механика связана с гравитацией. Так родилась модель, предполагающая , что пространство-время могут быть созданы и уничтожены посредством изменения количества т.н. "перепутываний" между разными поверхностными областями объекта.
Что это значит? Если модель Мальдасена верна, тогда получается, что пространство-время - это результат различных "перепутываний" между объектами.
Наши дни: исследование физиков из Калтеха
Сегодня Кэрролл и Као трудятся над тем, чтобы развить теорию о квантовой спутанности возникновения пространства-времени. Перед ними стоит задача выяснить, получится ли вывести динамические свойства гравитации (они известны нам из ОТО), если считать, что пространство-время действительно возникает вследствие "перепутываний".
Им удалось найти сходства между уравнениями "квантовой спутанности" и уравнениями Эйнштейна из Общей теории относительности. Это достижение подтверждает теорию о том, что пространство-время и гравитация появляются из спутанности. Следующий очевидный шаг - определить, насколько точны полученные в ходе исследования выводы.
Зачем нам "Теория всего"?
На сегодняшний день, все, что мы знаем о Вселенной объясняется либо при помощи ОТО, либо при помощи квантовой механики. И если теория относительности Эйнштейна отлично объясняет динамику на больших масштабах (галактики, планеты и проч.), то квантовая механика "рассказывает" о мире на уровне субатомных частиц и атомов.
Чтобы привести все в единую систему, ученые продолжают искать волшебную Теорию всего, которая объединит эти два ведущих, но, казалось бы, не пересекающихся достижения.
Исследование, которое сейчас проводят Као и Кэролл, конечно, не является достаточно подробным. В своей работе они, например, не затрагивают оценку других сил природы, так что пока до объединения двух теорий в одну еще далеко. Но поскольку гравитация и пространство-время - это важные части "всего" (а именно их они и исследуют), наработки калифорнийских ученых могут помочь продвинуться в поиске всеобъясняющей теории.
Зачем она нам? Кто знает, может, именно Теория всего поможет человечеству понять истинную природу черных дыр, темной материи и темной энергии - тех космических объектов, над которыми ученые всего мира до сих пор ломают голову.
Источник: Funscience
__
Понравилась статья? Еще больше полезных и интересных материалов доступно для вас в наших социальных сетях. Подписывайтесь!