На сегодняшний день у учёных нет лучшего описания Вселенной на огромных масштабах, чем общая теория относительности. А вот самая точная картина субатомного мира описывается квантовой физикой. Обе эти области физики были разработаны в начале 20-го века. С того момента их и не получается объединить.
Главной проблемой является гравитация. В масштабах квантовой физики нет её описания, а в ОТО она буквально является основой существования Вселенной. Именно поэтому физики считают, что квантовая теория гравитации является ключом к Святому Граалю физики — теории всего.
Учёные теоретизировали о червоточинах с 1935 года, когда Альберт Эйнштейн на основе своих уравнений ОТО вместе с американо-израильским физиком Натаном Розеном описал их как туннели в самой ткани пространства-времени.
Получив название «Мосты Эйнштейна-Розена», эти пространственно-временные туннели в 1950-х годах были названы червоточинами экспертом по чёрным дырам Джоном Уилером.
Их даже теоретическое изучение в то время осложнялось отсутствием достаточно мощных компьютеров. а об экспериментах можно было только мечтать. Но технологический прогресс не стоял на месте. Так, в 2013 году была установлена связь между червоточинами и квантовой запутанностью.
Физики Хуан Малдасена и Леонард Сасскинд связали два разрозненных мира общей теории относительности и квантовой физики, когда предположили, что червоточины представляют собой эквивалентны запутанности, поскольку тоже описывают связь между отдалёнными областями Вселенной.
В 2017 году эта идея была расширена физиком из Гарвардского университета Дэниелом Джафферисом, соавтором текущего исследования, о котором пойдёт речь ниже.
Он с коллегами разработали концепцию, в которой отрицательная энергия отталкивания удерживает червоточину открытой достаточно долго, чтобы что-то проходило от одного её конца до другого.
Из этого появилось новое интересное следствие. Концепция проходимой червоточины была аналогична другой особенности квантовой физики — квантовой телепортации, которая использует принципы запутывания для передачи информации на огромные расстояния с помощью оптического волокна или даже по воздуху.
Учёные разработали квантовый эксперимент, который позволяет им изучать динамику червоточин, в рамках изучения потенциальной связи между червоточинами и квантовой телепортацией.
Команда, возглавляемая Калифорнийским технологическим институтом, уже проводит первые эксперименты, которые исследуют идею о том, что информация, перемещающаяся из одной точки пространства в другую, может быть описана либо с помощью языка гравитации, установленного общей теорией относительности, либо с помощью квантовой запутанности — язык квантовой физики.
Само собой специалисты не могут создать реальную червоточину. Они создали модель червоточины для запуска на квантовом процессоре. В целом, удивительно, что поведение, подобное червоточине, может быть объяснено как с точки зрения квантовой физики, так и общей теории относительности.
Возможно, именно в этом направлении и кроется разгадка теории всего. Ну а созданная командой quantum червоточина может стать шагом в правильном направлении в этом поиске.
Чтобы не пропускать новости науки, подписывайтесь на канал, а также на каналы в Telegram и ВК, ну и делитесь постом с друзьями, которым интересна эта тема.