Jednoczenie grawitacji i mechaniki kwantowej bez potrzeby stosowania grawitacji kwantowej – Świat Fizyki

Jonathana Oppenheima na University College London opracował nowe ramy teoretyczne, których celem jest ujednolicenie mechaniki kwantowej i klasycznej grawitacji – bez potrzeby tworzenia teorii grawitacji kwantowej. Podejście Oppenheima pozwala grawitacji pozostać klasyczną, jednocześnie łącząc ją ze światem kwantowym za pomocą mechanizmu stochastycznego (losowego).

Przez dziesięciolecia fizycy-teoretycy usiłowali pogodzić ogólną teorię względności Einsteina – która opisuje grawitację – z teorią kwantową, która opisuje prawie wszystko inne w fizyce. Podstawowym problemem jest to, że teoria kwantowa zakłada, że ​​czasoprzestrzeń jest stała, podczas gdy ogólna teoria względności mówi, że czasoprzestrzeń zmienia się dynamicznie w odpowiedzi na obecność masywnych obiektów.

Jak dotąd wysiłki na rzecz pojednania były zdominowane przez pogląd, że nasze obecne zrozumienie grawitacji jest niekompletne i że wymagany jest skwantowany opis interakcji. To rozumowanie doprowadziło do wielu kierunków badań, w tym do rozwoju teorii strun i pętlowej grawitacji kwantowej. Jednak eksperymenty mające na celu sprawdzenie tych pomysłów są niezwykle trudne, a teoria grawitacji kwantowej pozostaje nieuchwytna.

Połączone rzeczywistości

Grawitacja kwantowa nie jest jedyną drogą do zjednoczenia, a problem można rozwiązać, badając, czy mechanikę kwantową i ogólną teorię względności można połączyć w stanie współistnienia.

Jednakże podejście to odeszło na dalszy plan, ponieważ wydaje się odwoływać do różnych „twierdzeń niemożliwych do wykonania”, które uniemożliwiają łączenie. Rzeczywiście, wiele schematów sprzęgania naruszałoby zasadę nieoznaczoności Heisenberga – która jest główną zasadą teorii kwantowej.

Jednym z kluczowych założeń podzielanych przez poprzednie schematy sprzęgania jest to, że połączenie między światem kwantowym i grawitacyjnym jest odwracalne. Oznacza to, że jeśli stan układu jest mierzony w dowolnym momencie, można go wykorzystać wraz z równaniami ruchu do przewidzenia jego stanu w dowolnym momencie w przeszłości lub przyszłości.

Oppenheim argumentuje, że założenie to może nie być potrzebne i twierdzi, że sprzężenie może być stochastyczne. Oznacza to, że przeszłych i przyszłych stanów systemu nie można ostatecznie przewidzieć na podstawie pojedynczego pomiaru. Zamiast tego przeszłość i przyszłość można przewidzieć jedynie za pomocą równań probabilistycznych, które przedstawiają szereg możliwości.

Struktura stochastyczna

W swoim badaniu Oppenheim opiera się na tym pomyśle, aby opracować nową stochastyczną strukturę łączenia świata kwantowego i klasycznej grawitacji. Ponieważ te światy rządzą się zasadniczo różnymi regułami, teoria Oppenheima wykorzystuje dla każdego z nich osobne teorie statystyczne.

Od strony kwantowej Oppenheim zakłada, że ​​na stany układu stale wpływają przypadkowe wahania w otaczającym środowisku. W wersji klasycznej stany pojawiają się zamiast tego jako rozkłady prawdopodobieństwa w przestrzeni fazowej układu.

Złożoność kwantowa może rozwiązać paradoks tuneli czasoprzestrzennych

Łącząc te dwa opisy, Oppenheim opisuje pojedynczy „klasyczny stan kwantowy”. Stan ten przewiduje jednocześnie prawdopodobieństwo istnienia układu w jakimś obszarze przestrzeni fazowej oraz jego stan kwantowy w tym konkretnym obszarze.

Umożliwiło to Oppenheimowi wyprowadzenie równania opisującego sprzężenie między mechaniką kwantową a klasyczną grawitacją, przy jednoczesnym zachowaniu każdej z ich unikalnych cech. To z kolei pozwoliło mu zbadać głębsze fizyczne implikacje swoich pomysłów. Należą do nich możliwość powiązania ogólnej teorii względności z kwantową teorią pola leżącą u podstaw Modelu Standardowego fizyki cząstek elementarnych.

Propozycja jest opisana w Przegląd fizyczny X, W artykuł poglądowy dołączony do gazety, Tomasz Galley z austriackiego Instytutu Optyki Kwantowej i Informacji Kwantowej w Wiedniu twierdzi, że pomysł Oppenheima jest jednocześnie radykalny i konserwatywny – odrzuca mocno zakorzenione założenia, pozostając jednocześnie zgodnym z ugruntowanymi prawami fizycznymi. Ostrzega jednak, że „zastąpienie kwantowości stochastycznością wiąże się z pewnymi trudnościami koncepcyjnymi”. Wskazuje, że „Oppenheim odkrywa, że ​​w czarnej dziurze może zostać utracona informacja kwantowa, co wielu fizyków może uznać za nie do przyjęcia”.

• Dystrybucja treści i PR oparta na SEO. Uzyskaj wzmocnienie już dziś.
• PlatoData.Network Pionowe generatywne AI. Wzmocnij się. Dostęp tutaj.
• PlatoAiStream. Inteligencja Web3. Wiedza wzmocniona. Dostęp tutaj.
• PlatonESG. Węgiel Czysta technologia, Energia, Środowisko, Słoneczny, Gospodarowanie odpadami. Dostęp tutaj.
• Platon Zdrowie. Inteligencja w zakresie biotechnologii i badań klinicznych. Dostęp tutaj.
• Źródło: https://physicsworld.com/a/unifying-gravity-and-quantum-mechanics-without-the-need-for-quantum-gravity/