Новая теория объединяет гравитацию и квантовую физику

Радикальная теория, которая последовательно объединяет гравитацию и квантовую механику, сохраняя при этом классическую концепцию пространства-времени Эйнштейна, анонсирована сегодня в двух статьях, опубликованных одновременно физиками Университетского колледжа Лондона.

Новая теория объединяет гравитацию и квантовую физику

В течение последних пяти лет группа исследователей из UCL проводила стресс-тестирование теории и изучала ее последствия.

Математическая несовместимость квантовой теории и общей теории относительности Эйнштейна подчеркивает необходимость разрешения этого противоречия. Существует ли необходимость квантования пространства-времени, изменения квантовой теории или же мы сталкиваемся с чем-то совершенно новым? Теперь, когда у ученых появилась систематическая фундаментальная теория, в которой пространство-время остается классическим, можно только предпологать, какие открытия это может принести.

Соавтор Зак Веллер-Дэвис, ранее аспирант Калифорнийского университета, который активно участвовал в разработке экспериментального предложения и внес существенный вклад в теорию, подчеркнул: 

Это открытие вызывает сомнения в нашем понимании основ гравитации, но также предоставляет возможность для изучения ее потенциальной квантовой природы.

Мы доказали, что в случае, если пространство-время лишено квантовой природы, возможны случайные флуктуации кривизны пространства-времени, имеющие характерную сигнатуру, которую можно экспериментально проверить.

Как в квантовой, так и в классической гравитации пространство-время должно подвергаться сильным и случайным колебаниям повсюду вокруг нас, но в масштабах, которые мы еще не смогли выявить. Однако если пространство-время остается классическим, флуктуации должны превышать определенный масштаб, который можно определить с помощью другого эксперимента, например, проверки, насколько долго мы можем удерживать тяжелый атом в квантовой суперпозиции, находясь в двух разных местах.

Новая теория объединяет гравитацию и квантовую физику

Источник: Isaac Young.

На изображении изображен эксперимент, в котором тяжелые частицы (показанные как Луна) вызывают интерференционную картину (квантовый эффект), одновременно искривляя пространство-время. Подвесные маятники изображают измерение пространства-времени.

Доктор Карло Спарачари и доктор Барбара Шода, соавторы, выразили надежду, что эти эксперименты смогут расставить все точки над "i" в отношении правильности подхода к созданию квантовой теории гравитации.

Доктор Шода отметила:

Так как гравитация проявляется через искажение пространства и времени, мы можем рассматривать вопрос о том, обладает ли течение времени квантовой или классической природой. И проверить это можно практически так же легко, как исследовать постоянство массы или ее колебания.

Доктор Спарачари добавил:

Хотя концепция эксперимента кажется простой, взвешивание объекта требует крайней точности. Но увлекательным моментом здесь является то, что на основе общих предположений мы можем установить четкую связь между двумя измеримыми величинами — масштабом флуктуаций пространства-времени и тем, как долго объекты, такие как атомы или яблоки, могут находиться в квантовой суперпозиции двух разных мест. Затем мы сможем экспериментально определить эти две величины.

Веллер-Дэвис добавил:

Если квантовые частицы, такие как атомы, способны искажать классическое пространство-время, должны существовать тонкие взаимодействия. Здесь возникает фундаментальный вопрос взаимодействия между волновой природой атомов и масштабами случайных флуктуаций пространства-времени.

Читайте также

ИИ открыл тайны британского мореплавания

ИИ открыл тайны британского мореплавания

Сахар в красном мясе повышает риск диабета на 63%

Сахар в красном мясе повышает риск диабета на 63%

Ежедневное употребление черники может влиять на настроение

Ежедневное употребление черники может влиять на настроение

Гигантская кувшинка Victoria colombiana видна из космоса из-за размера листьев

Гигантская кувшинка Victoria colombiana видна из космоса из-за размера листьев

Учёные обнаружили, что мозг готовится к прикосновениям и изображениям ещё до их появления

Учёные обнаружили, что мозг готовится к прикосновениям и изображениям ещё до их появления

От високосной секунды хотят отказаться уже в 2027 году из-за угрозы компьютерных сбоев

От високосной секунды хотят отказаться уже в 2027 году из-за угрозы компьютерных сбоев

Неандерталец погиб 75 000 лет назад от удара копьем

Неандерталец погиб 75 000 лет назад от удара копьем

Зрачки человека расширяются в зависимости от его мыслей

Зрачки человека расширяются в зависимости от его мыслей

Почему невозможно создать абсолютно точную карту Земли, Луны или Марса?

Почему невозможно создать абсолютно точную карту Земли, Луны или Марса?

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Оптические иллюзии Парфенона оказались мифом

Оптические иллюзии Парфенона оказались мифом

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

«Черный ящик»: как устроен главный свидетель авиакатастроф и почему его нельзя заменить облаком

«Черный ящик»: как устроен главный свидетель авиакатастроф и почему его нельзя заменить облаком

Anthropic предложила закон, позволяющий блокировать опасные модели ИИ до их выпуска

Anthropic предложила закон, позволяющий блокировать опасные модели ИИ до их выпуска

Китайские космонавты собрали урожай риса на орбите и начали выращивать второе поколение

Китайские космонавты собрали урожай риса на орбите и начали выращивать второе поколение

Гибель звезды помогла астрономам обнаружить блуждающую чёрную дыру вдали от центра галактики

Гибель звезды помогла астрономам обнаружить блуждающую чёрную дыру вдали от центра галактики