توحيد الجاذبية وميكانيكا الكم دون الحاجة إلى الجاذبية الكمومية – عالم الفيزياء

جوناثان أوبنهايم طورت جامعة كوليدج لندن إطارًا نظريًا جديدًا يهدف إلى توحيد ميكانيكا الكم والجاذبية الكلاسيكية - دون الحاجة إلى نظرية الجاذبية الكمومية. يسمح نهج أوبنهايم للجاذبية بالبقاء كلاسيكية، مع ربطها بالعالم الكمي من خلال آلية عشوائية (عشوائية).

لعقود من الزمن، ناضل علماء الفيزياء النظرية للتوفيق بين نظرية النسبية العامة لأينشتاين - التي تصف الجاذبية - ونظرية الكم، التي تصف كل شيء آخر في الفيزياء. المشكلة الأساسية هي أن نظرية الكم تفترض أن الزمكان ثابت، في حين تقول النسبية العامة أن الزمكان يتغير ديناميكيًا استجابة لوجود الأجسام الضخمة.

حتى الآن، هيمنت على جهود المصالحة فكرة مفادها أن فهمنا الحالي للجاذبية غير مكتمل، وأن الوصف الكمي للتفاعل مطلوب. وقد أدى هذا المنطق إلى العديد من خطوط البحث، بما في ذلك تطوير نظرية الأوتار والجاذبية الكمومية الحلقية. ومع ذلك، فإن التجارب لاختبار هذه الأفكار صعبة للغاية، ولا تزال نظرية الجاذبية الكمومية بعيدة المنال.

حقائق مقرونة

الجاذبية الكمومية ليست هي الطريق الوحيد للتوحيد، ويمكن معالجة المشكلة من خلال التحقق من إمكانية اقتران ميكانيكا الكم والنسبية العامة في حالة من التعايش.

ومع ذلك، فقد سقط هذا النهج على جانب الطريق لأنه يبدو أنه يستدعي "نظريات محظورة" مختلفة تجعل الاقتران مستحيلاً. في الواقع، العديد من مخططات الاقتران من شأنها أن تنتهك مبدأ عدم اليقين لهايزنبرج - وهو مبدأ أساسي في نظرية الكم.

أحد الافتراضات الرئيسية المشتركة بين مخططات الاقتران السابقة هو أن العلاقة بين عالم الكم وعالم الجاذبية قابلة للعكس. وهذا يعني أنه إذا تم قياس حالة النظام في أي وقت معين، فيمكن استخدامها مع معادلات الحركة للتنبؤ بحالته في أي نقطة في الماضي أو المستقبل.

الآن، يرى أوبنهايم أن هذا الافتراض قد لا يكون ضروريًا، ويقول إن الاقتران يمكن أن يكون عشوائيًا. وهذا يعني أن حالات النظام الماضية والمستقبلية لا يمكن التنبؤ بها بشكل نهائي بناءً على قياس واحد. وبدلا من ذلك، لا يمكن التنبؤ بالماضي والمستقبل إلا من خلال المعادلات الاحتمالية التي تقدم مجموعة من الاحتمالات.

الإطار العشوائي

يبني أوبنهايم في دراسته على هذه الفكرة لتطوير إطار عشوائي جديد للاقتران بين عالم الكم وعالم الجاذبية الكلاسيكية. وبما أن هذه العوالم لها قواعد مختلفة بشكل أساسي، فإن نظرية أوبنهايم تستخدم نظريات إحصائية منفصلة لكل منها.

وعلى الجانب الكمي، يفترض أوبنهايم أن حالات النظام تتأثر باستمرار بالتقلبات العشوائية في البيئة المحيطة. على الجانب الكلاسيكي، تظهر الحالات بدلاً من ذلك كتوزيعات احتمالية ضمن فضاء الطور للنظام.

التعقيد الكمي يمكن أن يحل مفارقة الثقب الدودي

وبجمع هذين الوصفين معًا، يصف أوبنهايم "حالة كمومية كلاسيكية" واحدة. تتنبأ هذه الحالة في الوقت نفسه باحتمالية وجود النظام في منطقة معينة من فضاء الطور، وحالته الكمومية في تلك المنطقة المحددة.

سمح هذا لأوبنهايم باستخلاص معادلة تصف الاقتران بين ميكانيكا الكم والجاذبية الكلاسيكية، مع الحفاظ على كل من خصائصهما الفريدة. وهذا بدوره سمح له باستكشاف الآثار المادية الأعمق لأفكاره. وتشمل هذه إمكانية الاقتران بين النسبية العامة ونظرية المجال الكمي التي يقوم عليها النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات.

تم وصف الاقتراح في مراجعة البدنية X. في مقالة وجهة نظر المرافقة للورقة، توماس جالي يقول باحثون من معهد البصريات الكمومية والمعلومات الكمومية في فيينا إن فكرة أوبنهايم هي فكرة جذرية ومحافظة في نفس الوقت - فهي ترفض الافتراضات الراسخة، في حين تظل متسقة مع قوانين الفيزياء الراسخة. ومع ذلك، فهو يحذر من أن "المتاجرة بالكمية مقابل العشوائية لها صعوبات مفاهيمية خاصة بها". ويشير إلى أن "أوبنهايم وجد أن المعلومات الكمومية يمكن أن تضيع في الثقب الأسود، وهي نتيجة قد يجدها العديد من الفيزيائيين غير مقبولة".

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
• أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
• أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
• المصدر https://physicsworld.com/a/unifying-gravity-and-quantum-mechanics-without-the-need-for-quantum-gravity/