Gravitatsiooni ja kvantmehaanika ühendamine ilma kvantgravitatsiooni vajaduseta – Füüsikamaailm

Jonathan Oppenheim Londoni ülikooli kolledžis on välja töötatud uus teoreetiline raamistik, mille eesmärk on ühendada kvantmehaanika ja klassikaline gravitatsioon – ilma kvantgravitatsiooni teooriat vajamata. Oppenheimi lähenemine võimaldab gravitatsioonil jääda klassikaliseks, ühendades selle kvantmaailmaga stohhastilise (juhusliku) mehhanismi abil.

Aastakümneid on teoreetilised füüsikud püüdnud ühitada Einsteini üldist relatiivsusteooriat – mis kirjeldab gravitatsiooni – kvantteooriaga, mis kirjeldab peaaegu kõike muud füüsikas. Põhiprobleemiks on see, et kvantteooria eeldab, et aegruum on fikseeritud, samas kui üldrelatiivsusteooria järgi muutub aegruum dünaamiliselt vastuseks massiivsete objektide olemasolule.

Seni on leppimispüüdlustes domineerinud idee, et meie praegune arusaam gravitatsioonist on puudulik ja vaja on interaktsiooni kvantifitseeritud kirjeldust. See arutluskäik on viinud paljude uurimissuundadeni, sealhulgas stringiteooria ja ahela kvantgravitatsiooni arendamiseni. Nende ideede testimise katsed on aga äärmiselt keerulised ja kvantgravitatsiooni teooria jääb tabamatuks.

Seotud reaalsused

Kvantgravitatsioon ei ole ainus tee ühendamiseks ja probleemi saab lahendada, uurides, kas kvantmehaanikat ja üldrelatiivsusteooriat saaks kooseksisteerida.

See lähenemine on aga kõrvale jäänud, kuna näib, et see kutsub esile mitmesuguseid "keeluteoreeme", mis muudavad sidumise võimatuks. Tõepoolest, paljud sidestusskeemid rikuksid Heisenbergi määramatuse põhimõtet, mis on kvantteooria keskne põhimõte.

Üks eelmiste sidestusskeemide põhieeldus on see, et seos kvant- ja gravitatsioonimaailma vahel on pöörduv. See tähendab, et kui süsteemi olekut mõõdetakse mis tahes ajahetkel, saab seda kasutada koos liikumisvõrranditega, et ennustada selle olekut mis tahes punktis minevikus või tulevikus.

Nüüd väidab Oppenheim, et see eeldus ei pruugi olla vajalik ja ütleb, et side võib olla stohhastiline. See tähendab, et süsteemi mineviku ja tuleviku olekuid ei saa ühe mõõtmise põhjal lõplikult ennustada. Selle asemel saab minevikku ja tulevikku ennustada ainult tõenäosusvõrrandite abil, mis pakuvad erinevaid võimalusi.

Stohhastiline raamistik

Oppenheim tugineb oma uuringus sellele ideele, et töötada välja uus stohhastiline raamistik kvant- ja klassikalise gravitatsioonimaailma ühendamiseks. Kuna neil maailmadel on põhimõtteliselt erinevad reeglid, kasutab Oppenheimi teooria nende jaoks eraldi statistilisi teooriaid.

Kvantide poole pealt eeldab Oppenheim, et süsteemi olekuid mõjutavad pidevalt ümbritseva keskkonna juhuslikud kõikumised. Klassikalise poole pealt ilmuvad olekud selle asemel tõenäosusjaotustena süsteemi faasiruumis.

Kvantkeerukus võib lahendada ussiaugu paradoksi

Neid kahte kirjeldust kokku tõmmates kirjeldab Oppenheim üht "klassikalist kvantolekut". See olek ennustab samaaegselt süsteemi olemasolu tõenäosust mõnes faasiruumi piirkonnas ja selle kvantolekut selles konkreetses piirkonnas.

See võimaldas Oppenheimil tuletada võrrandi, mis kirjeldab kvantmehaanika ja klassikalise gravitatsiooni vahelist seost, säilitades samas nende kõik ainulaadsed omadused. See omakorda võimaldas tal uurida oma ideede sügavamaid füüsilisi tagajärgi. Nende hulka kuulub võimalus ühendada üldrelatiivsusteooria ja osakeste füüsika standardmudeli aluseks olev kvantväljateooria.

Ettepanek on kirjeldatud artiklis Füüsiline ülevaade X. Sees vaatenurga artikkel paberiga kaasas, Thomas Galley Austria Kvantoptika ja kvantinformatsiooni instituudis Viinis ütleb, et Oppenheimi idee on ühtaegu nii radikaalne kui ka konservatiivne – lükkab tagasi kindlalt juurdunud oletused, jäädes siiski kooskõlas pikaajaliste füüsikaseadustega. Siiski hoiatab ta, et "kvantsuse stohhastilisusega kauplemisel on oma kontseptuaalsed raskused". Ta juhib tähelepanu sellele, et "Oppenheim leiab, et kvantteave võib mustas augus kaduda, mis võib olla paljude füüsikute jaoks vastuvõetamatu."

• SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
• PlatoData.Network Vertikaalne generatiivne Ai. Jõustage ennast. Juurdepääs siia.
• PlatoAiStream. Web3 luure. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
• PlatoESG. Süsinik, CleanTech, Energia, Keskkond päikeseenergia, Jäätmekäitluse. Juurdepääs siia.
• PlatoTervis. Biotehnoloogia ja kliiniliste uuringute luureandmed. Juurdepääs siia.
• Allikas: https://physicsworld.com/a/unifying-gravity-and-quantum-mechanics-without-the-need-for-quantum-gravity/