در مقاله جدید ، فیزیکدانان گام مهمی برای حل یکی از دائمی ترین مشکلات فیزیک نظری ، که گرانش را با دنیای کوانتومی ترکیب می کند ، برداشته اند. این تئوری جدید گرانش کوانتومی را به واقعیت تبدیل می کند و نظریه انیشتین را نقض می کند.
در مقاله اخیر منتشر شده در گزارش های پریسیک در مورد فیزیک ، محققان تحقیقات اساسی در تئوری گرانشی ارائه دادند که می تواند راه را برای تعریف کوانتومی کاملاً سازگار و بدون نیاز به ابعاد اضافی یا ویژگی های عجیب مانند تئوری هموار کند.
در مرکز این نظریه تعریف مجدد رفتار گرانش در ابتدایی ترین سطح قرار دارد. در حالی که تمام نیروهای الکترومغناطیسی با تئوری میدان کوانتومی تعریف می شوند ، گرانش همچنان یک تئوری کلاسیک است. نظریه عمومی نسبیت انیشتین گرانش را به عنوان انحنای فضا-زمان به دلیل جرم و انرژی تعریف می کند. اما هر وقت دانشمندان سعی می کردند آن را با مکانیک کوانتومی ترکیب کنند ، با ناسازگاری ریاضی جدی مانند امکانات ابدی روبرو می شدند.
نظریه جدید زمینه گرانش را به روشی با ساختاری مشابه نظریه های میدان کوانتومی شناخته شده تعریف می کند. “یاب اصلی این است که تئوری ما روش جدیدی برای توصیف گرانش کوانتومی مشابه مدل فیزیک ذرات استاندارد فراهم می کند.”
در این مدل ، به جای انحنای فضا-زمان ، گرانش از چهار منطقه به هم پیوسته مشابه مناطقی که نیروی الکترومغناطیسی را تعریف می کنند منتقل می شود. از آنجا که میدان های الکتریکی و مغناطیسی نسبت به بار و جریان واکنش نشان می دهند ، این مناطق به جرم واکنش نشان می دهند. آنها همچنین با مناطق مدل استاندارد تعامل دارند ، به طوری که آنها نسبیت عام را در سطح کلاسیک بازتولید کرده و اجازه می دهند تا اثرات کوانتومی با تئوری سازگار باشد.
از آنجا که ساختار این مدل شبیه به تئوری های کوانتومی موفق است ، مشکلات ریاضی که معمولاً در نسبیت کوانتومی مانند امکانات غیر جسمی یا منفی رخ می دهد.
یکی از مزایای مهم این نظریه سادگی آن است. بر خلاف بسیاری از تئوری های گرانش کوانتومی که به ذرات ناشناخته یا نیروهای اضافی احتیاج دارند ، این مدل فقط با مفاهیم فیزیکی شناخته شده و ثابت کار می کند.
پروفسور یوک تولکی ، نویسنده یک همکار مقاله ای از دانشگاه آلتو ، گفت: “این تئوری مزیت اصلی یا تفاوت ، ابعاد اضافی سایر تئوری های گرانش کوانتومی است.” ابعاد بدون شواهد تجربی مستقیم. علاوه بر این ، مدل ما به پارامترهای رایگان جدید احتیاج ندارد.
این بدان معنی است که این تئوری بدون انتظار برای کشف ذرات جدید یا انتظار برای بازنویسی قوانین فیزیکی می تواند با آزمایش های موجود یا آینده آزمایش شود.
نگاه کردن
با وجود ویژگی های امیدوارکننده ، این تئوری هنوز در مراحل اولیه خود است. اگرچه اولین محاسبات نشان می دهد که این تئوری در برابر تست های انطباق سنتی به خوبی عمل می کند ، اما اثبات کامل انطباق هنوز باید کار کند.
علاوه بر این ، این قاب هنوز برای پاسخ به عمیق ترین سؤالات در فیزیک گرانش ، مانند ماهیت واقعی سیاه چاله یا فیزیک جهان استفاده نشده است. دکتر Partann می گوید: “این تئوری هنوز نمی تواند به این چالش های بزرگ پاسخ دهد ، اما در آینده پتانسیل دارد.
تأیید تجربی این تئوری نیز دشوار خواهد بود. گرانش ضعیف ترین نیروی شناخته شده شناخته شده و اثرات کوانتومی آن بسیار حساس است. آزمایش مستقیم این اثرات با ابزارهای موجود امکان پذیر نیست.
با این حال ، از آنجا که این تئوری فاقد پارامترهای قابل تنظیم است ، هر آزمایش آینده که رفتار گرانشی کوانتومی را بررسی می کند ممکن است مستقیماً آن را تأیید یا رد کند.
تاکاکی می گوید: “آزمایش اثرات گرانش کوانتومی دشوار است ، زیرا تعامل گرانش بسیار ضعیف است.”
با این حال ، با میزان فعلی پیشرفت در نظری و مشاهده ، می توان چند دهه طول کشید تا شواهد تجربی مستقیم برای گرانش کوانتومی بدست آید. اگرچه ممکن است شواهد غیرمستقیم قبلاً در دسترس باشد.
کار Partann یک روش جدید برای جستجوی تئوری کوانتومی برای گرانش باز کرد و یک چارچوب موفق فیزیک ذرات ، همچنین برخی از عمیق ترین رازهای جهان را باز کرد.