Login |  Nova registracija
|

Radikalna nova teorija mogla bi konačno ujediniti dva najveća pravca u fizici Prirodne znanosti

Neka su neprijateljstva toliko moćna da se nikada ne bi mogla riješiti.

Počelo se činiti da će taj popis uključivati opću relativnost i kvantnu teoriju, dva matematička okvira za opisivanje svemira koji se jednostavno ne mogu uskladiti.

Ali u novom radu, fizičar Jonathan Oppenheim sa Sveučilišnog koledža u Londonu tvrdi da je pronašao način za usklađivanja njihovih razlika.

I postaje sve bolje - drugi rad predstavlja način da se to i eksperimentalno testira.

"Kvantna teorija i Einsteinova teorija opće relativnosti matematički su nekompatibilne jedna s drugom, stoga je važno razumjeti kako se ova kontradikcija rješava", objašnjava Oppenheim .

"Treba li prostor-vrijeme biti kvantizirano, ili bismo trebali modificirati kvantnu teoriju, ili je to nešto sasvim drugo?"

Svemir se ne ponaša jedinstveno na svim razinama i imamo različite alate za njegovo istraživanje i opisivanje. Opća teorija relativnosti je teorija koja opisuje gravitacijske interakcije u fizičkom svemiru velikih razmjera, na temelju načina na koji gravitacija savija prostor-vrijeme.

Može se koristiti za predviđanje svemira; opća teorija relativnosti predvidjela je gravitacijske valove , gravitacijsku leću i neka ponašanja crnih rupa .

Na mnogo manjim razmjerima – atomskim i subatomskim – gravitacija ne djeluje kao prema relativnosti. Potreban je drugačiji skup pravila za opisivanje načina na koji se materija ponaša i međusobno djeluje. Ovo je kvantna teorija.

Desetljećima su fizičari pokušavali otkriti kako natjerati dva skupa pravila da rade zajedno. Područja relativnosti i kvantne teorije međusobno djeluju u stvarnom svijetu, ali znanstvenici nisu uspjeli dokučiti kako.

Fizičari bi mogli tražiti određene fluktuacije

Trenutna zamisao je da se gravitacija može nekako opisati pomoću kvantne teorije ili kvantizirati. Ovo stoji iza teorija kao što su teorija struna i teorija kvantne petlje.

Ali u svom radu, Oppenheim iznosi potpuno drugačiju alternativu. Što ako se prostor-vrijeme ne može kvantizirati, jer njime u potpunosti vlada klasična fizika?

Zamislite da je stvarnost zaslon vašeg računala ili telefona. Jasno možete vidjeti veliku sliku, ali ako koristite povećalo na ekranu, vidjet ćete da se sastoji od malih, sićušnih jedinica.

Prema kvantnoj teoriji, ovo je Svemir. Ako dovoljno zumirate, sastoji se od minijaturnih osnovnih jedinica ili kvanta, poput piksela na vašem zaslonu . Ako prostor-vrijeme nije kvantno, nije važno koliko zumirate; uvijek će biti glatko.

Prema Oppenheimovoj teoriji, međutim, prostor-vrijeme ne bi bilo samo glatko, postalo bi nekako klimavo i nepredvidljivo.

Ovdje se može testirati. Ova klimavost bi rezultirala fluktuacijama mjerljivih svojstava koja su veća od fluktuacija predviđenih kvantnom teorijom.

Uz pravi eksperiment, fizičari bi mogli tražiti te fluktuacije.

Oklada protiv Oppenheima

"Pokazali smo da ako prostor-vrijeme nema kvantnu prirodu, onda moraju postojati nasumične fluktuacije u zakrivljenosti prostor-vremena koje imaju poseban potpis koji se može eksperimentalno potvrditi", kaže fizičar Zach Weller-Davies sa University College London.

"I u kvantnoj gravitaciji i u klasičnoj gravitaciji, prostor-vrijeme mora prolaziti kroz nasilne i nasumične fluktuacije posvuda oko nas, ali na razini koju još nismo uspjeli otkriti. Ali ako je prostor-vrijeme klasično, fluktuacije moraju biti veće od određene skale, a ta se skala može odrediti drugim eksperimentom u kojem testiramo koliko dugo možemo staviti teški atom u superpoziciju da bude na dvije različite lokacije."

Sada, problem relativnosti i kvantne mehanike je velik. Razrješenje će zahtijevati apsolutno izvanredne dokaze, a mi smo jako daleko od toga.

A Oppenheimova teorija sigurno ima protivnike unutar znanstvene zajednice.

Zapravo, kolege fizičari Carlo Rovelli i Geoff Penington toliko su uvjereni da kvantna teorija može opisati gravitaciju da su potpisali okladu protiv Oppenheima s izgledima 5000:1 .


Izvor: www.sciencealert.com

Za komentiranje trebate biti prijavljeni. Prijavite se ili se registrirajte kao novi član.

Molimo Vas da ne šaljete neprimjerene komentare.

Ovaj tekst još nije komentiran. Budi prvi.