Нова теорія гравітації об'єднує теорію Ейнштейна і квантову фізику, які не працюють разом

Фізики представили нову теорію гравітації, яка може допомогти вирішити деякі з найбільших таємниць Всесвіту. Науковці вважають, що квантова гравітація може виникати їхньої ентропії (рівня безладу системи, який постійно збільшується у Всесвіті). Таким чином нова теорія може нарешті об'єднати загальну теорію відносності Ейнштейна і квантову фізику, які не працюють разом. Дослідження опубліковано в журналі Physical Review D, пише Space.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Квантова гравітація

Уже понад сто років загальна теорія відносності Ейнштейна є найкращим описом того, як працює гравітація. Приблизно тоді ж учені створили основи квантової фізики. Відтоді теорія Ейнштейна і теорія квантової механіки неодноразово перевірялися, що довело їхню правильність. Але існує одна велика проблема: ці теорії не можуть працювати разом.

Якщо загальна теорія відносності описує Всесвіт у великих масштабах, то квантова фізика описує світ фундаментальних частинок. Усі спроби створити так звану теорію всього, яка б об'єднала теорію Ейнштейна та квантову фізику зазнали невдачі. Однією з головних проблем є те, що не існує теорії квантової гравітації.

Тепер же фізики запропонували теорію, згідно з якою квантова гравітація виникає з квантової відносної ентропії. Ця концепція вимірює, наскільки різні два квантові стани.

Згідно із загальною теорією відносності Ейнштейна, гравітація виникає через те, що об'єкти з масою викликають викривлення тканини простору-часу. Що більша маса об'єкта, то сильніша кривизна простору-часу і тим сильніша гравітація об'єкта.

Хоча загальна теорія відносно описує Всесвіт у великих масштабах, вона не може описати всі його явища. Наприклад, теорія Ейнштейна не враховує темну матерію, яка утримує галактики разом своєю гравітацією, і темну енергію, яка прискорює розширення Всесвіту. Але темна матерія і темна енергія становлять 95% усієї матерії та енергії у Всесвіті.

Нова теорія фізиків

Автори дослідження припускають, що гравітація може виникати з ентропії Всесвіту, їхня теорія ґрунтується на метриці простору-часу із загальної теорії відносності, яка описує геометрію простору та часу на основі відстаней та інтервалів між подіями, та розглядає її як математичну сутність, що зветься оператором.

Оператори використовуються у квантовій фізиці для виконання перетворень квантових станів, що виникають унаслідок зміни фізичних факторів. Запропонований фізиками оператор призводить до нової ентропійної дії і до модифікованих рівнянь теорії Ейнштейна. За низьких енергій і в областях простору, де його кривизна мала, а отже, і слабка гравітація, ці рівняння повторюють рівняння загальної теорії відносності.

Нова теорія також пророкує появу невеликої позитивної космологічної постійної. Це важливо, тому що її значення краще узгоджується зі спостереженнями прискореного розширення Всесвіту під впливом темної енергії, ніж інші сучасні теорії.

Також нова теорія передбачає існування G-поля, яке може пояснити гравітаційний вплив темної матерії. За словами фізиків, їхня теорія припускає походження квантової гравітації з ентропії, а G-поле може бути тим, що з себе представляє темна матерія. При цьому нова космологічна постійна може вирішити проблему невідповідності між різними вимірами швидкості розширення космосу.

Таким чином, вчені вважають, що їхня нова теорія може стати основою для створення теорії всього і зможе нарешті об'єднати загальну теорію відносності та теорію квантової механіки.

Як уже писав Фокус, вчені виявили нову несподівану загрозу для супутників на орбіті. Викиди парникових газів в атмосферу Землі можуть призвести до того, що низька навколоземна орбіта наповниться величезною кількістю космічного сміття.

Також Фокус писав про те, що вчені за крок від виробництва дешевшого водневого палива. Дослідники вперше спостерігали, як молекули води в реальному часі розділяються з утворенням водню і кисню, і помітили щось несподіване.