Антуан Тиллоу из Института квантовой оптики Макса Планка представил новое исследование, которое трактует квантовые “вспышки” как причину возникновения гравитационных полей. Это может наконец поставить физиков на пути сочетание общей теории относительности с квантовой теорией!
Квантовый скачок
С середины ХХ века было создано две теории физики, что предложили мощные, но несовместимые модели физической Вселенной. Общая теория относительности о’объединяет пространство и время в (тогдашний) портмантовий пространство-время, кривизна которого является силой притяжения. Это очень хорошо работает на больших масштабах, таких как межпланетное или межзвездное пространство.
Но в масштабе субатомного мира эта теория работает плохо. Простое действие наблюдения взаимодействий изменяет поведение того, что (видимо) абсолютно независимое от наблюдения. В этих ситуациях нам необходима квантовая теория, которая помогает нам понять все это.
Хотя ученые сделали некоторые замечательные попытки о’соединять эти отдельные теории, а именно создав теорию струн, математика за теориями остается несовместимой. Однако новое исследование Антуана Тилли из Института квантовой оптики им. Макса Планка в Гархінгу, в Германии, показывает, что гравитация может быть атрибутом случайных колебаний на квантовом уровне, что заменит притяжения как более фундаментальную теорию и поставит нас на путь к созданию единой теории физической Вселенной.
Модель Тиллоу
В квантовой теории состояние частицы описывается его волновой функцией. Эта функция позволяет теоретикам предусматривать вероятность того, что частица будет в том или ином месте. Однако, прежде чем акт проверки осуществляется с помощью измерений, никто точно не знает, где будет частица, или если она даже существует. В научном плане акт наблюдения “разрушает” волновую функцию.
Вот вопрос про квантовую механику: она не определяет, что такое измерение. Кто – или что – наблюдатель? Сознательный человек? Воспользовавшись всеми пояснениями к наблюдаемых явлений, мы застряли между парадоксами, подобными кота Шредингера, который предлагает нам рассмотреть равные возможности, так как кот, насколько нам известно, одновременно и мертв и жив в коробке, и останется таким же, пока мы не поднимем крышку.
Одной из попыток решить этот парадокс является модель Ghirardi-Rimini-Weber (GRW) с конца 80-х годов. Она включает случайные “вспышки”, которые могут привести к самопроизвольному распаду волновых функций в квантовых системах. Это направлено на то, чтобы оставить скрытым результат, мешая наблюдению людей.
Тиллоу менял эту модель, чтобы продолжить квантовую теорию, чтобы охватить гравитацию. Когда после вспышки приходит волновая функция, и доля достигает своего окончательного положения, то гравитационное поле начинает существовать в тот самый точный момент в пространстве-времени. В достаточно большом масштабе квантовые системы имеют много частиц, проходящих через бесчисленные вспышки.
Согласно теории Тиллоу, таким образом создается коливаюче гравитационное поле, а гравитационное поле, произведенное в результате этих флуктуаций, совместимо с теорией гравитации Ньютона. Если гравитация происходит от квантовых процессов, но все-таки ведет себя в классическом (или ньютоновском) способе, то, что мы имеем, – это “напівкласична” теория.
Однако Клаус Хорнбергер университете Дуйсберга-Эссена в Германии предупреждает научный мир, что перед решением напівкласичного решение Тиллоу, оно может быть серьезно рассмотрено как о’єднуюча теория фундаментальных сил, что лежат в основе всех современных физических законов.
Но ключ ко всем единых теорий в физике – это терпение. Как и кот Шредингера, одно только желание знать не может заполнить пробелы того, что мы просто еще не знаем.
