Raziskovalci so odkrili potencialni most med splošno relativnostjo in kvantno mehaniko - dve izstopajoči fizikalni teoriji -, zaradi česar bi lahko fiziki premislili o naravi prostora in časa.
Teorija splošne relativnosti Alberta Einsteina opisuje gravitacijo kot geometrijsko lastnost prostora in časa. Bolj ko je predmet masiven, bolj je njegovo prostorsko-časovno popačenje in to popačenje se čuti kot gravitacija.
V sedemdesetih letih sta fizika Stephen Hawking in Jacob Beckenstein ugotovila razmerje med površino črnih lukenj in njihovo mikroskopsko kvantno strukturo, ki določa njihovo entropijo. To je pomenilo prvo spoznanje, da obstaja povezava med splošno relativnostjo in kvantno mehaniko, poroča vnauke.in.ua
Manj kot tri desetletja pozneje je teoretični fizik Juan Maldacena opazil še eno povezavo med gravitacijo in kvantnim svetom. To razmerje je privedlo do oblikovanja modela, ki nakazuje, da je prostor-čas mogoče ustvariti ali uničiti s spreminjanjem obsega prepletenosti med različnimi površinami predmeta.
Z drugimi besedami, to pomeni, da je prostor-čas sam, vsaj kot je opredeljeno v modelih, produkt prepletanja med predmeti.
Za nadaljnje raziskovanje tega razmišljanja sta se Chungjun Cao in Sean Carroll s Kalifornijskega tehnološkega inštituta (CalTech) odločila, ali bosta dejansko lahko izpeljala dinamične lastnosti gravitacije (kot je znano iz splošne relativnosti) z uporabo strukture, v kateri vesoljski čas izhaja iz kvanta zapletanje. Njihova raziskava je bila nedavno objavljena v arXiv.
Z uporabo abstraktnega matematičnega koncepta, imenovanega Hilbertov prostor, sta Cao in Carroll lahko našla podobnosti med enačbami, ki urejajo kvantno zapletanje, in Einsteinovo enačbo splošne relativnosti. To potrjuje idejo, da vesolje-čas in gravitacija izvirata iz zapletanja.
"Eno najbolj očitnih je preizkusiti, ali so v tej strukturi obnovljene simetrije relativnosti, še posebej ideja, da so zakoni fizike neodvisni od tega, kako hitro se premikate skozi vesolje," je dejal Carroll.
Promocijski video:
Teorija vsega
Danes lahko skoraj vse, kar vemo o fizičnih vidikih našega vesolja, razložimo bodisi s splošno relativnostjo bodisi s kvantno mehaniko. Prvi odlično razloži dejavnost na zelo velikih lestvicah, kot so planeti ali galaksije, drugi pa nam pomaga razumeti zelo majhne lestvice, kot so atomi in subatomski delci.
Vendar se zdi, da sta teoriji nezdružljivi. Zaradi tega so fiziki iskali nedosegljivo "teorijo vsega" - eno samo strukturo, ki bi vse razložila, vključno z naravo prostora in časa.
Ker sta gravitacija in vesolje-čas pomemben del "vsega", Carroll meni, da lahko raziskave, ki sta jih opravila s Caom, pomagajo najti teorijo, ki usklajuje splošno relativnost in kvantno mehaniko.
"Naše raziskave še ne govorijo o drugih naravnih silah, zato smo še daleč od" ustvarjanja teorije vsega, "je dejal.
Če pa bi lahko našli takšno teorijo, bi nam lahko pomagali odgovoriti na nekatera največja vprašanja, s katerimi se danes soočajo znanstveniki. Končno lahko razumemo resnično naravo temne snovi, temne energije, črnih lukenj in drugih skrivnostnih vesoljskih predmetov.
Raziskovalci že dobivajo vpogled v zmožnost kvantnega sveta, da radikalno izboljša svoje računalniške sisteme, teorija vsega pa bi lahko potencialno pospešila postopek z razkrivanjem novih pogledov na še vedno precej zmeden svet.