Квантовая гравитация: физики нашли способ объединить теорию относительности и квантовую механику

Общая теория относительности Эйнштейна является главной теорией гравитации, которую уже много раз проверяли, и она оказалась верной. Квантовая механика занимается тремя другими фундаментальными силами Вселенной: слабым, сильным и электромагнитным взаимодействием. Эта теория также показала свою правильность в течение последних 100 лет. К сожалению, квантовая механика и общая теория относительности не могут работать вместе. Ученые уже предложили много решений этой проблемы, чтобы создать теорию квантовой гравитации, которая могла бы объяснить полностью природу Вселенной и на микро -, и на макроуровне. Авторы нового исследования для объединения двух непримиримых теорий использовали концепцию энтропии, и их гипотеза предполагает, что гравитация может возникать из нее. Исследование опубликовано в журнале Physical Review D, пишет IFLScience.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Энтропия — это величина, которая исходит из термодинамики. Она связана с беспорядком системы, и в изолированной системе, такой как Вселенная, она всегда увеличивается. Энтропия также связана с информацией. По этой причине именно в области квантовой теории информации новая работа надеется найти примирение между теорией относительности и квантовой механикой.

Физики использовали концепцию квантовой относительной энтропии в новом исследовании для описания поведения между геометрией пространства-времени и материей. Во многих графиках гравитации геометрия пространства-времени показана как сетка, причем материя является объектом, который эту сетку искривляет. В действительности геометрия определяется метрикой пространства-времени в трех измерениях пространства и одном измерении времени, но на все это влияют разные объекты своей массой.

Авторы исследования предполагают, что эффект указанных масс должен определяться похожей, но другой метрикой, не связанной с пространством-временем. Связь между геометрическим пространством-временем и геометрическим полем материи количественно определяется энтропийным действием.

Новая гипотеза имеет особенности, которые могли бы объяснить, как темную энергию, так и темную материю, а также гипотетические компоненты Вселенной. Гипотеза предсказывает появление небольшой положительной космологической постоянной и это может согласовываться с темной энергией, которая отвечает за ускоренное расширение Вселенной.

В этой теоретической структуре также есть величина, называемая G-полем, которая изменяет гравитацию таким образом, который может согласовываться с темной материей. Существование темной материи предполагается на основании вращения галактик, в которых должно быть больше невидимой массы, а значит и больше гравитации.

Ученые считают, что квантовая гравитация имеет энтропийное происхождение, и предполагают, что G-поле может темной материей. Кроме того, возникающая космологическая постоянная, предсказанная новой гипотезой, может помочь решить проблему расхождения между теоретическими предсказаниями и реальными наблюдениями за скоростью расширения Вселенной.

Как уже писал Фокус, марсоход NASA переписывает историю Марса. Ученые обнаружили на Красной планете неожиданные минералы. Новое открытие предполагает, что Марс был более теплой и влажной планетой в прошлом, а значит там могла существовать внеземная жизнь.

Также Фокус писал о том, что согласно еще одному исследованию, квантовая гравитация может решить одну из главных загадок черных дыр. Ученые считают, что черные дыры могут возникать без особенной плотной точки в своих недрах, где перестают работать любые известные законы физики.