Гравитационные волны и геометрия пространства-времени
Говоря о нашей Вселенной, часто говорят, что "материя указывает пространству-времени, как изгибаться, а искривленное пространство-время указывает материи, как двигаться". В этом суть знаменитой общей теории относительности Альберта Эйнштейна, которая описывает, как планеты, звезды и галактики движутся и влияют на пространство вокруг них. Хотя общая теория относительности отражает большую часть большого в нашей Вселенной, она противоречит малому в физике, описываемому квантовой механикой. В своем докторском исследовании Сьорс Хифер исследовал гравитацию в нашей Вселенной, и его исследование имеет значение для захватывающей области гравитационных волн и, возможно, повлияет на то, как в будущем можно будет согласовать большое и малое в физике. Чуть более ста лет назад Альберт Эйнштейн произвел революцию в нашем понимании гравитации своей общей теорией относительности.
"Согласно теории Эйнштейна, гравитация - это не сила, а возникает из-за геометрии четырехмерного пространственно-временного континуума, или сокращенно пространства-времени", - говорит Хифер. "И она играет центральную роль в возникновении таких удивительных явлений в нашей Вселенной, как гравитационные волны". Массивные объекты, такие как солнце или галактики, искривляют пространство—время вокруг себя, а другие объекты затем движутся по максимально прямым траекториям — иначе известным как геодезические - через это искривленное пространство-время. Однако из-за кривизны эти геодезические линии вообще не являются прямыми в обычном смысле этого слова. Например, в случае планет Солнечной системы они описывают эллиптические орбиты вокруг Солнца. Таким образом, общая теория относительности изящно объясняет движение планет, а также множество других гравитационных явлений, начиная от повседневных ситуаций и заканчивая черными дырами и Большим взрывом. Как таковая, она остается краеугольным камнем современной физики.
Хотя общая теория относительности описывает множество астрофизических явлений, она вступает в противоречие с другой фундаментальной теорией физики — квантовой механикой. "Квантовая механика предполагает, что частицы (такие как электроны или мюоны) существуют в нескольких состояниях одновременно, пока их не измерят или не будут наблюдать", - говорит Хифер. "После измерения они случайным образом выбирают состояние из-за таинственного эффекта, называемого "коллапсом волновой функции"". В квантовой механике волновая функция - это математическое выражение, описывающее положение и состояние частицы, такой как электрон. Квадрат волновой функции позволяет получить набор вероятностей того, где может находиться частица. Чем больше квадрат волновой функции в определенном месте, тем выше вероятность того, что частица будет обнаружена в этом месте после наблюдения.
"Вся материя в нашей Вселенной, по-видимому, подчиняется странным вероятностным законам квантовой механики", - отмечает Хифер. "И то же самое верно для всех сил природы, за исключением гравитации. Это несоответствие приводит к глубоким философским и математическим парадоксам, и их разрешение является одной из основных задач современной фундаментальной физики." Одним из подходов к разрешению противоречий между общей теорией относительности и квантовой механикой является расширение математической базы, лежащей в основе общей теории относительности. С точки зрения математики, общая теория относительности основана на псевдоримановой геометрии, которая представляет собой математический язык, способный описать большинство типичных форм, которые может принимать пространство-время.
"Однако недавние открытия указывают на то, что пространство-время нашей вселенной может находиться за пределами псевдоримановой геометрии и может быть описано только с помощью финслеровой геометрии, более продвинутого математического языка", - говорит Хифер. Уравнения поля Чтобы исследовать возможности финслеровой гравитации, Хиферу нужно было проанализировать и решить определенное уравнение поля. Физики любят описывать все в природе в терминах полей. В физике поле - это просто нечто, имеющее значение в каждой точке пространства и времени. Простым примером может служить, например, температура; в любой данный момент времени каждая точка пространства имеет определенную температуру, связанную с ней. Немного более сложным примером является электромагнитное поле. В любой данный момент времени величина электромагнитного поля в определенной точке пространства указывает нам направление и величину электромагнитной силы, которую испытала бы заряженная частица, например электрон, если бы она находилась в этой точке.
Что касается геометрии самого пространства-времени, то она также описывается полем, а именно гравитационным полем. Величина этого поля в определенной точке пространства-времени говорит нам о кривизне пространства-времени в этой точке, и именно эта кривизна проявляется как гравитация. Хифер обратился к уравнению вакуумного поля Кристиана Пфайфера и Маттиаса Н. Р. Вольфарта, которое является уравнением, управляющим этим гравитационным полем в пустом пространстве. Другими словами, это уравнение описывает возможные формы, которые могла бы принимать геометрия пространства-времени в отсутствие материи. Хифер объясняет: "В хорошем приближении это включает все межзвездное пространство между звездами и галактиками, а также пустое пространство, окружающее такие объекты, как Солнце и Земля. В результате тщательного анализа уравнения поля было выявлено несколько новых типов пространственно-временных геометрий".
Одно особенно захватывающее открытие из работы Хифера касается класса геометрий пространства—времени, которые представляют собой гравитационные волны - рябь в ткани пространства-времени, распространяющуюся со скоростью света и, например, способную быть вызванной столкновением нейтронных звезд или черных дыр. Первое прямое обнаружение гравитационных волн 14 сентября 2015 года ознаменовало начало новой эры в астрономии, позволив ученым исследовать Вселенную совершенно по-новому. С тех пор было проведено множество наблюдений гравитационных волн. Исследования Хифера показывают, что все они согласуются с гипотезой о том, что наше пространство-время имеет финслеровскую природу. Хотя результаты Хифера многообещающи, они лишь поверхностно отражают следствия уравнения поля финслеровой гравитации. "Эта область все еще молода, и дальнейшие исследования в этом направлении активно продолжаются", - говорит Хифер. "Я с оптимизмом смотрю на то, что наши результаты помогут углубить наше понимание гравитации, и я надеюсь, что, в конечном счете, они могут даже пролить свет на согласование гравитации с квантовой механикой".
Источник
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Последние аномальные новости

Астероид Рюгу позволяет заглянуть в наше прошлое

Безопасные марсианские пещеры для будущих колонистов

Вонючая экзопланета со смертоносным стеклянным дождем

Гипотетический сценарий столкновения с астероидом

Горячие точки, связанные с НЛО, по всему миру

Идеальное место для жизни за пределами Солнечной системы

ИК-свечение на Юпитере вызвано темной материей

Как растут и эволюционируют черные дыры

Лунные вихри могут быть намагничены невидимой магмой

НАСА публикует два документа по архитектуре Луна-Марс

Небесный фейерверк вокруг формирующейся звезды

Неуловимые космические плазмоиды

Неуместные Артефакты продолжают появляться

Обнаружили необычную радиогалактику

Правительство США скрывает важную информацию о НЛО

Пустынный мох может вырасти на Марсе

Ровер-адьютант для прогулок по Луне

Тайна удивительно слабых радиационных поясов Урана

Успешно завершено имитационное путешествие на Марс

Форма гало из темной материи Млечного Пути

Астероидные породы раскрывают тайны Солнечной системы

Биоразлагаемая электроника развивается

Выращивания гороха в искусственной марсианской почве

Гигантский НЛО с зелеными огнями, пролетел над Ираном

Животные из Царства Теней

Земля окружена барьером от вторжения инопланетянам

ИИ поможет определить предел текучести металлов

Картографирование Марса с использованием открытой науки

Китаец попытался повторить подвиг Железного человека

На Марс ежедневно падают метеориты

Новые результаты добавляют загадочности нейтрино

Обнаружено дело Паскагулы в архиве APRO

Потрясающая инфографика об экзопланетах

Причина появления НЛО рядом с ядерными объектами

Происхождение лунного металлического железа

Самая посещаемая привидениями школа Британии

Сигарообразный НЛО замечен в приморском городке

Состоялась беседа ученых об уфологических технологиях

Тест парашютных сенсоров для посадки на Марс

Что знают президенты о НЛО, но не говорят о них вслух

Польза масла амаранта холодного отжима

Взять кредит под залог доли в квартире. Надежное и доступное решение

Срочный выкуп недвижимости. Решение финансовых проблем за несколько дней

Нержавеющая надежность. Фитинги WERK для вашего бизнеса

Джейрахско-Ассинский заповедник. Великолепие природы и истории Ингушетии

Самые популярные промокоды Магнит Маркет от сайта Garpo.ru

Бигфута со светящимися глазами заметили в лесу Луизианы

Выращивание местообитаний в космосе из грибов

Женщина рассказала о внетелесном опыте

Крошечные яркие объекты на заре Вселенной ставят в тупик

Метеороиды падают на Марс чаще, чем считалось

Мы ближе, чем когда-либо, к ответу

НЛО в форме пивной банки пролетел мимо корабля НАСА

НЛО изучают самолеты, боеголовки и ядерные реакторы

НЛО с красными огнями преследовали копы

Обнаружили два новых спутника нашей галактики

Один инопланетянин выжил при крушении в Розуэлле

Первое сообщение о наблюдении летающей тарелки

Подростки заметили бигфута на юге Луизианы

Расшифрована разница в плотности субнептуновых объектов

Создали улыбающегося робота с живой кожей

Существуют ли инопланетяне на самом деле

Тайна происхождения протозвездной системы

Точная дата конца человечества, предсказанная Бабой Вангой

Черный инопланетянин, увлекающийся модификацией тела

Что вы можете увидеть во время наблюдения за небом

Возрождение маленького городка с помощью инопланетян

Загадка камня с человеческим лицом

Из музея в Розуэлле украли артефакт

Известные сыктывкарцы рассказали о НЛО

Как выглядят ангелы согласно Библии

Как карма наказывает людей

Кировчане рассказали о встречах с необъяснимым

Китай испытает систему планетарной обороны

Маленький домовой за диваном

Насколько быстрее на Луне идет время

Необходимо провести дополнительные исследования в Розуэлле

НЛО в небе над Нижневартовском

Новый инструмент для моделирования материалов

Почему НЛО преследуют самолеты и боеголовки

Пролили свет на тайну антикитерского механизма

Страшные предсказания экстрасенса Саломе

Тайна временных провалов

Умершие близкие могут навещать нас

Человечество находится на пороге третьей мировой

Что погубило древние цивилизации

В Розуэлле еще многое предстоит сделать науке

Впечатляющие 'Столпы творения'

Загадочное происхождение сердцебиений мертвых звезд

Загадочные сумки Богов

Крупнейший фестиваль НЛО прошел в Розуэлле

Метеоритный дождь стал причиной коллапса Бронзового века

Мох может сделать Марс пригодным для жизни

Новые загадки пояса Койпера

Новые теплые субнептуновые экзопланеты

Опасения по поводу пузыря ИИ усиливаются

Оптические иллюзии определяют нашу суть

Поиск гравитационных аномалий, вызванных темной энергией

Реликвия с изображением Моисея, получающего 10 заповедей

Свидетельства существования исчезнувшей цивилизации

Секретные правительственные программы по НЛО

Строительство базы из лунных материалов

Таинственный НЛО замечен на фоне Луны

Три странных НЛО замечены над Канзас-Сити

Удивительное поведение черных дыр

Улицы Розуэлла запружены пришельцами

В водах Ладожского озера обитает чудовище

Ватикан назвал истекающую кровью Мадонну подделкой

Верхние слои атмосферы Юпитера удивляют астрономов

Впечатления уфологов о феномене НЛО

Древный город на Марсе, разрушенный термоядерной атакой

Изменения в организме во время космических полетов

Изучение атмосфер экзопланет в поисках внеземной жизни

Инопланетяне и Апокалипсис. Значение посланий инопланетян

Неожиданная находка фосфата в образце астероида

Новое ПО позволит изучить лунную поверхность

Озера лавы крупным планом на спутнике Юпитера Ио

Парниковые газы - признак деятельности инопланетян

Раскрыта правда мохнатого НЛО

Свидетель крушения НЛО из Розуэлла нарушает молчание

Скрытые явления в сверхчистых квантовых материалах

Стоунхендж внесут в список объектов культурного наследия

Таинственные огни и странные шары в Гластонбери

Таинственный сигнал из космоса, который ставит в тупик

Три потенциальные суперземли вокруг ближайшей звезды

Хакер украл секреты OpenAI

Выращивание крупнозубковых сортов чеснока

Актер Курт Рассел видел НЛО

Бионический протез ноги с нейроинтерфейсом

В Массачусетсе больше наблюдений НЛО, чем в большинстве штатов

В этом году в Пенсильвании видели около 30 НЛО

Знакомство с наблюдениями НЛО на фестивале в Гластонбери

Искусственный интеллект ускоряет разработку новых материалов

Квантовые эффекты препятствуют образованию черных дыр

Лучшие в истории кадры с НЛО, снятые на камеру

Маленькие зеленые человечки или большие государственные секреты

НАСА раскрыло происхождение странного мохнатого НЛО

НЛО - вопросительный знак в истории человечества

НЛО замечен в волгоградском небе

Пилот пропал без вести после встречи с НЛО

По мере роста числа наблюдений НЛО растет и число опровержений

Разбившийся НЛО прославил Форт-Уорт

Разгадка тайны зеленых металлов

Раскрываем тайны непознанного

Таинственный мир британских НЛО

Тайна исчезновения легендарного французского меча

Уфологический фестиваль в Розуэлле

Что такое адресная справка и когда требуется ее перевод на иностранный язык

Аборигены Австралии практиковали симпатическую магию

Бигфут напугал группу туристов в лесу Луизианы

Бигфут съел оленью ногу, которую оставили для него

Венера - идеальное место для подсчета метеоритов

Гуманоидного робота научили водить автомобиль

Круги на полях, как появилась эта мистификация

Многие россияне верят, что инопланетяне посещали Землю

Можем ли мы разместить центры обработки данных в космосе

Над курганским округом заметили НЛО

Пришельцы могут выглядеть совершенно не так

Пять объектов, построенных пришельцами

Распадаются ли протоны

Скрывается ли что-то между звезд

Создано устройство для управления жидким светом

Стоит ли ждать встречи с НЛО

Страшные встречи с австралийским бигфутом

Тайна мощного полярного сияния в небе Арктики

Что знают вологжане об НЛО и Дне уфолога

Шифры вокруг наc

Ярославцев привлекает непонятное и необъяснимое

Активисты начали акцию протеста у Стоунхенджа

В Розуэлле отмечают Всемирный день НЛО

Всемирный день НЛО. История и значение

Долгожданные образцы лунной поверхности

Инопланетяне или просто воздушные шары

Как НЛО стали популярным явлением в США

Майкрософт считает, что воровать контент нормально

Наблюдения НЛО в Мэриленде, что видели очевидцы

Наблюдения НЛО во Флориде, что видели очевидцы

Находка гробницы в Египте проливает свет на древние болезни

Недавние наблюдения пришельцев в США

НЛО, от информаторов до секретных программ

Отмечается рост числа наблюдений НЛО

Пять сообщений о странных объектах во Флориде

Самые пугающие и нераскрытые наблюдения инопланетян

Самые яркие и странные наблюдения в Мичигане

Скалы на Рапа-Нуи рассказывают историю населения

Снежный человек и таинственные исчезновения

Подписка на новости
Наверх