Poenotenje gravitacije in kvantne mehanike brez potrebe po kvantni gravitaciji – Physics World

Jonathan Oppenheim na University College London je razvil nov teoretični okvir, katerega namen je poenotiti kvantno mehaniko in klasično gravitacijo – brez potrebe po teoriji kvantne gravitacije. Oppenheimov pristop omogoča gravitaciji, da ostane klasična, medtem ko jo povezuje s kvantnim svetom s stohastičnim (naključnim) mehanizmom.

Desetletja so se teoretični fiziki trudili uskladiti Einsteinovo splošno teorijo relativnosti – ki opisuje gravitacijo – s kvantno teorijo, ki opisuje skoraj vse ostalo v fiziki. Temeljna težava je v tem, da kvantna teorija predpostavlja, da je prostor-čas fiksen, medtem ko splošna relativnost pravi, da se prostor-čas dinamično spreminja kot odziv na prisotnost masivnih predmetov.

Doslej je v prizadevanjih za uskladitev prevladovala ideja, da je naše trenutno razumevanje gravitacije nepopolno in da je potreben kvantiziran opis interakcije. To razmišljanje je vodilo do številnih smeri raziskovanja – vključno z razvojem teorije strun in kvantne gravitacije v zanki. Vendar so poskusi za preizkušanje teh zamisli izjemno zahtevni in teorija kvantne gravitacije ostaja nedosegljiva.

Skupne resničnosti

Kvantna gravitacija ni edina pot do poenotenja in problem je mogoče rešiti z raziskovanjem, ali bi lahko kvantno mehaniko in splošno teorijo relativnosti povezali v stanju soobstoja.

Vendar je ta pristop padel na stran, ker se zdi, da se sklicuje na različne "no-go teoreme", ki onemogočajo spajanje. Dejansko bi številne sklopne sheme kršile Heisenbergovo načelo negotovosti - ki je osrednje načelo kvantne teorije.

Ena od ključnih predpostavk, ki si jo delijo prejšnje sheme spajanja, je, da je povezava med kvantnim in gravitacijskim svetom reverzibilna. To pomeni, da če je stanje sistema izmerjeno v danem trenutku, ga je mogoče uporabiti skupaj z njegovimi enačbami gibanja za napovedovanje njegovega stanja na kateri koli točki v preteklosti ali prihodnosti.

Zdaj Oppenheim trdi, da ta predpostavka morda ni potrebna, in pravi, da je povezava lahko stohastična. To pomeni, da preteklih in prihodnjih stanj sistema ni mogoče dokončno predvideti na podlagi ene same meritve. Namesto tega je mogoče preteklost in prihodnost napovedati samo z verjetnostnimi enačbami, ki predstavljajo vrsto možnosti.

Stohastični okvir

V svoji študiji Oppenheim nadgrajuje to idejo, da bi razvil nov stohastični okvir za povezovanje kvantnega in klasičnega gravitacijskega sveta. Ker imajo ti svetovi bistveno drugačna pravila, Oppenheimova teorija za vsakega od njih uporablja ločene statistične teorije.

Na kvantni strani Oppenheim predpostavlja, da na stanja sistema nenehno vplivajo naključna nihanja v okoliškem okolju. Na klasični strani se stanja pojavljajo kot verjetnostne porazdelitve znotraj faznega prostora sistema.

Kvantna kompleksnost bi lahko rešila paradoks črvine luknje

Če združi ta dva opisa, Oppenheim opisuje eno samo »klasično kvantno stanje«. To stanje hkrati napove verjetnost obstoja sistema v neki regiji faznega prostora in njegovo kvantno stanje v tej določeni regiji.

To je Oppenheimu omogočilo, da izpelje enačbo, ki opisuje povezavo med kvantno mehaniko in klasično gravitacijo, pri čemer je ohranila vsako od njunih edinstvenih značilnosti. To mu je omogočilo raziskovanje globljih fizičnih implikacij njegovih idej. Ti vključujejo možnost povezave med splošno teorijo relativnosti in kvantno teorijo polja, ki je osnova standardnega modela fizike delcev.

Predlog je opisan v Fizični pregled X. V stališče članek ki spremlja papir, Thomas Galley na avstrijskem inštitutu za kvantno optiko in kvantne informacije na Dunaju pravi, da je Oppenheimova ideja hkrati radikalna in konzervativna – zavrača trdno zakoreninjene predpostavke, hkrati pa ostaja skladna z dolgo uveljavljenimi fizikalnimi zakoni. Vendar pa opozarja, da ima "trgovanje s kvantnostjo za stohastičnost svoje konceptualne težave". Poudarja, da "Oppenheim ugotavlja, da se lahko kvantne informacije izgubijo v črni luknji, rezultat, ki se mnogim fizikom morda zdi nesprejemljiv".

• Distribucija vsebine in PR s pomočjo SEO. Okrepite se še danes.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Opolnomočite se. Dostopite tukaj.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Razširjeno znanje. Dostopite tukaj.
• PlatoESG. Ogljik, CleanTech, Energija, Okolje, sončna energija, Ravnanje z odpadki. Dostopite tukaj.
• PlatoHealth. Obveščanje o biotehnologiji in kliničnih preskušanjih. Dostopite tukaj.
• vir: https://physicsworld.com/a/unifying-gravity-and-quantum-mechanics-without-the-need-for-quantum-gravity/