Что связывает квантовую физику и гравитацию
Это что-то вроде "Святого Грааля" физики: он объединяет физику элементарных частиц и гравитацию. Мир мельчайших частиц чрезвычайно хорошо описывается квантовой теорией, в то время как мир гравитации описывается общей теорией относительности Эйнштейна. Но объединить эти две теории пока не получилось — две ведущие теории теоретической физики все еще не совсем подходят друг другу.
Существует множество идей для такого объединения — с такими названиями, как теория струн, петлевая квантовая гравитация, каноническая квантовая гравитация или асимптотически безопасная гравитация. У каждой из них есть свои сильные и слабые стороны. Однако до сих пор не хватало наблюдаемых предсказаний для измеримых величин и экспериментальных данных, которые могли бы показать, какая из этих теорий на самом деле лучше всего описывает природу. Новое исследование из университета Вены, опубликованное в Physical Review D, возможно, приблизило нас на шаг к этой амбициозной цели.
Золушка и квантовая гравитация
"Это немного похоже на сказку о Золушке", - говорит Бенджамин Кох из Института теоретической физики Венского университета. "Есть несколько кандидатур, но только одна из них может быть той принцессой, которую мы ищем. Только когда принц найдет туфельку, он сможет опознать настоящую Золушку. К сожалению, в области квантовой гравитации мы пока не нашли такую туфельку — наблюдаемый объект, который ясно говорит нам, какая теория верна."
Чтобы определить правильный "размер обуви" — другими словами, найти измеримые критерии для проверки различных теорий — команда более внимательно изучила концепцию геодезических. "Практически все, что мы знаем об общей теории относительности, основано на интерпретации геодезических", - объясняет Кох.
"Геодезическая — это кратчайшее соединение между двумя точками. На плоской плоскости это просто прямая линия, в то время как на криволинейных поверхностях все становится сложнее". Например, если вы хотите переместиться с Северного полюса на Южный по поверхности сферы, кратчайшим путем будет полукруг.
В теории относительности пространство и время неразрывно связаны. Вместе они образуют четырехмерное пространство-время, которое искривляется такими массами, как звезды или планеты. Согласно общей теории относительности, Земля вращается вокруг Солнца, потому что масса Солнца искривляет пространство и время, тем самым превращая геодезическую линию, по которой движется Земля, в приблизительно круговую траекторию.
Квантовая версия геодезических
Направление этих геодезических определяется так называемой метрикой - показателем того, насколько сильно искривлено пространство—время. "Теперь мы можем попытаться применить правила квантовой физики к этой метрике", - говорит Кох. "В квантовой физике частицы не имеют ни точно определенного положения, ни точно определенного импульса. Вместо этого и то, и другое описывается распределениями вероятностей. Чем точнее вы знаете одну из них, тем более нечеткой и неопределенной становится другая".
Аналогично тому, как положения и импульсы частиц заменяются в квантовой физике более сложным математическим объектом — квантованной волновой функцией, — теперь можно попытаться заменить метрику общей теории относительности квантованной версией. В этом случае кривизна пространства-времени больше не определяется точно в каждой точке; она заменяется квантово-механически нечеткой версией этой величины.
Такой подход приводит к серьезным математическим трудностям.
Но вместе со своим аспирантом Али Риахинией и Анхелем Ринконом (Чехия) Коху удалось новым способом квантовать метрику для важного частного случая — сферически симметричного гравитационного поля, которое не меняется со временем.
Такое поле может быть использовано, например, для описания гравитации Солнца. "Далее мы хотели рассчитать, как ведет себя небольшой объект в этом гравитационном поле, но используя квантовую версию этой метрики", — говорит Кох. "При этом мы поняли, что нужно быть очень осторожным — например, можно ли заменить метрический оператор его математическим ожиданием, своего рода квантовым средним значением кривизны пространства-времени. Мы смогли ответить на этот вопрос математически".
В результате было получено уравнение, которое команда назвала уравнением q-desic, по аналогии с классической концепцией геодезических. "Это уравнение показывает, что в квантовом пространстве-времени частицы не всегда движутся точно по кратчайшему пути между двумя точками, как предсказывает классическое геодезическое уравнение". Это означает, что, наблюдая за траекториями свободно движущихся частиц в пространстве-времени (например, за яблоком, падающим на Землю в космическом пространстве), можно сделать вывод о квантовых свойствах метрики.
Итак, насколько велики различия между q-прямой и классической геодезической? Если мы рассмотрим только обычную гравитацию, самую слабую из известных фундаментальных сил, то окажется, что разница минимальна. "В этом случае мы получаем отклонения всего на 10^-35 метров — слишком малые, чтобы их можно было наблюдать в ходе какого-либо эксперимента", - говорит Кох.
Однако общая теория относительности включает в себя еще одну важную величину — космологическую постоянную, которая также известна как "темная энергия". Она отвечает за ускоренное расширение Вселенной в самых больших масштабах. Эта космологическая постоянная также может быть включена в уравнение q-desic. "И когда мы это сделали, нас ждал сюрприз", - сообщает Кох. "Q-графики теперь значительно отличаются от геодезических, которые можно было бы получить обычным способом без использования квантовой физики".
Интересно, что отклонения наблюдаются как на очень малых, так и на очень больших расстояниях. В то время как отклонения на небольших расстояниях, вероятно, останутся незаметными, при масштабах длины около 10^21 метра могут быть существенные различия.
"Между ними, например, когда речь заходит об орбите Земли вокруг Солнца, практически нет разницы. Но на очень больших космологических масштабах — именно там, где основные загадки общей теории относительности остаются неразгаданными, — существует явная разница между траекториями частиц, предсказанными уравнением q-desic, и траекториями, полученными из неквантованной общей теории относительности", - говорит Кох.
Новый взгляд на данные наблюдений
Эта работа представляет собой не только новый математический подход к увязке квантовой теории и гравитации — прежде всего, она открывает новые способы сравнения теории с наблюдениями. "Поначалу я не ожидал, что квантовые поправки в больших масштабах приведут к таким драматическим изменениям", - говорит Кох.
"Конечно, теперь нам нужно проанализировать это более подробно, но это дает нам надежду на то, что, развивая этот подход, мы сможем получить новое и хорошо проверяемое наблюдениями понимание важных космических явлений, таких как все еще нерешенная загадка скоростей вращения спиральных галактик".
Или, возвращаясь к истории о Золушке: возможно, мы, наконец, определили наблюдаемую величину, которая позволяет нам различать жизнеспособные и некорректные подходы к квантовой гравитации. Туфелька найдена — теперь нам нужно выяснить, какой теории она действительно соответствует.
Источник
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Отправить донат на поддержку проекта "Аномальные новости"
Меню
Архив материалов
Проекты наших читателей
Контакты исследователей
Подписка на новости
Проекты
Новости криптозоологии
Хроники природных катастроф
Новости
26.02.2002 - 05.07.2002
05.08.2002 - 23.10.2002 (562)
24.10.2002 - 17.01.2003 (585)
20.01.2003 - 07.04.2003 (709)
08.04.2003 - 01.08.2003 (709)
04.08.2003 - 18.11.2003 (763)
19.11.2003 - 31.03.2004 (721)
01.04.2004 - 13.08.2004 (825)
16.08.2004 - 22.11.2004 (782)
23.11.2004 - 28.03.2005 (756)
29.03.2005 - 29.07.2005 (807)
30.08.2005 - 02.12.2005 (927)
05.12.2005 - 21.04.2006 (912)
24.04.2006 - 23.10.2006 (999)
24.10.2006 - 03.05.2007 (999)
04.05.2007 - 28.01.2008 (999)
29.01.2008 - 12.01.2009 (999)
13.01.2009 - 07.07.2009 (966)
22.08.2009 - 21.01.2010 (996)
22.01.2010 - 22.06.2010 (1000)
23.06.2010 - 14.01.2011 (1042)
17.01.2011 - 31.05.2011 (1008)
01.06.2011 - 03.11.2011 (1003)
07.11.2011 - 16.03.2012 (996)
19.03.2012 - 09.06.2012 (1009)
13.06.2012 - 07.09.2012 (988)
10.09.2012 - 19.11.2012 (1004)
20.11.2012 - 14.01.2013 (1015)
15.01.2013 - 22.02.2013 (1000)
23.02.2013 - 08.04.2013 (991)
09.04.2013 - 31.05.2013 (1015)
01.06.2013 - 18.07.2013 (992)
19.07.2013 - 03.09.2013 (1014)
04.09.2013 - 20.10.2013 (1001)
21.10.2013 - 02.12.2013 (1001)
03.12.2013 - 18.01.2014 (997)
19.01.2014 - 07.03.2014 (994)
08.03.2014 - 24.04.2014 (1000)
25.04.2014 - 18.06.2014 (1005)
19.06.2014 - 15.08.2014 (1019)
16.08.2014 - 07.10.2014 (1006)
08.10.2014 - 16.11.2014 (995)
17.11.2014 - 25.12.2014 (1004)
26.12.2014 - 09.02.2015 (989)
10.02.2015 - 20.03.2015 (998)
21.03.2015 - 22.04.2015 (1001)
23.04.2015 - 29.05.2015 (997)
29.05.2015 - 30.06.2015 (995)
30.06.2015 - 29.07.2015 (990)
29.07.2015 - 26.08.2015 (998)
27.08.2015 - 24.09.2015 (988)
25.09.2015 - 22.10.2015 (991)
23.10.2015 - 18.11.2015 (1000)
18.11.2015 - 16.12.2015 (990)
17.12.2015 - 23.01.2016 (1000)
24.01.2016 - 25.02.2016 (1000)
26.02.2016 - 24.03.2016 (1000)
24.03.2016 - 16.04.2016 (990)
17.04.2016 - 19.05.2016 (999)
20.05.2016 - 22.06.2016 (993)
23.06.2016 - 01.08.2016 (995)
02.08.2016 - 12.09.2016 (990)
13.09.2016 - 25.10.2016 (989)
26.10.2016 - 05.12.2016 (995)
06.12.2016 - 15.01.2017 (995)
16.01.2017 - 23.02.2017 (990)
24.02.2017 - 03.04.2017 (994)
04.04.2017 - 18.05.2017 (1000)
19.05.2017 - 05.07.2017 (1000)
06.07.2017 - 24.08.2017 (1000)
25.08.2017 - 06.10.2017 (991)
07.10.2017 - 15.11.2017 (990)
16.11.2017 - 24.12.2017 (1000)
25.12.2017 - 04.02.2018 (990)
05.02.2018 - 17.03.2018 (1000)
18.03.2018 - 02.05.2018 (990)
03.05.2018 - 11.06.2018 (1000)
12.06.2018 - 18.07.2018 (990)
19.07.2018 - 24.08.2018 (1000)
25.08.2018 - 02.10.2018 (1000)
03.10.2018 - 07.11.2018 (990)
08.11.2018 - 13.12.2018 (990)
14.12.2018 - 23.01.2019 (1000)
24.01.2019 - 02.03.2019 (1000)
03.03.2019 - 12.04.2019 (1010)
13.04.2019 - 23.05.2019 (990)
24.05.2019 - 03.07.2019 (1000)
04.07.2019 - 11.08.2019 (1000)
12.08.2019 - 16.09.2019 (990)
17.09.2019 - 26.10.2019 (1000)
27.10.2019 - 12.12.2019 (1000)
13.12.2019 - 25.01.2020 (1000)
26.01.2020 - 06.03.2020 (990)
07.03.2020 - 16.04.2020 (1010)
17.04.2020 - 19.05.2020 (1000)
20.05.2020 - 25.06.2020 (990)
26.06.2020 - 04.08.2020 (995)
05.08.2020 - 16.09.2020 (1005)
17.09.2020 - 26.10.2020 (990)
27.10.2020 - 27.11.2020 (990)
28.11.2020 - 07.01.2021 (990)
08.01.2021 - 15.02.2021 (1000)
16.02.2021 - 31.03.2021 (1000)
01.04.2021 - 12.05.2021 (1000)
13.05.2021 - 14.06.2021 (990)
15.06.2021 - 26.07.2021 (980)
27.07.2021 - 31.08.2021 (990)
01.09.2021 - 07.10.2021 (1000)
08.09.2021 - 07.11.2021 (1000)
08.11.2021 - 10.12.2021 (1000)
11.12.2021 - 24.01.2022 (990)
25.01.2022 - 04.03.2022 (1000)
05.03.2022 - 10.04.2022 (990)
11.04.2022 - 17.05.2022 (1000)
18.05.2022 - 23.06.2022 (980)
24.06.2022 - 31.07.2022 (990)
01.08.2022 - 13.09.2022 (990)
14.09.2022 - 21.10.2022 (990)
22.10.2022 - 29.11.2022 (1000)
30.11.2022 - 22.01.2023 (1000)
23.01.2023 - 02.03.2023 (990)
03.03.2023 - 21.04.2023 (1000)
22.04.2023 - 13.06.2023 (990)
14.06.2023 - 02.08.2023 (1000)
03.08.2023 - 21.09.2023 (1000)
22.09.2023 - 06.11.2023 (990)
07.11.2023 - 24.12.2023 (990)
25.12.2023 - 18.02.2024 (1000)
19.02.2024 - 05.04.2024 (990)
06.04.2024 - 25.05.2024 (1000)
26.05.2024 - 26.07.2024 (1000)
26.07.2024 - 25.08.2024 (990)
26.08.2024 - 28.09.2024 (980)
29.09.2024 - 01.11.2024 (1000)
02.11.2024 - 02.12.2024 (980)
03.12.2024 - 08.01.2025 (990)
09.01.2025 - 09.02.2025 (1000)
10.02.2025 - 20.03.2025 (1000)
21.03.2025 - 03.05.2025 (990)
04.05.2025 - 19.06.2025 (990)
20.06.2025 - 07.08.2025 (990)
08.08.2025 - 26.09.2025 (1000)
27.09.2025 - 15.11.2025 (1000)
16.11.2025 - 09.01.2026 (1000)
10.01.2026 - 03.03.2026 (1000)
04.03.2026 - 22.04.2026 (1000)
23.04.2026 - 04.06.2026 (990)
05.06.2026 - 25.07.2026 (1000)
26.07.2026 - 13.09.2026 (1000)
14.09.2026 - 02.11.2026 (1000)
03.11.2026 - ...
Статьи
Статьи: раздел 1 (1024)
Статьи: раздел 2 (1006)
Статьи: раздел 3 (1000)
Статьи: раздел 4 (1044)
Статьи: раздел 5 (1001)
Статьи: раздел 6 (1000)
Статьи: раздел 7 (1000)
Статьи: раздел 8 (1013)
Статьи: раздел 9 (1000)
Статьи: раздел 10 (1000)
Статьи: раздел 11 (329)
Статьи: раздел 12 (1000)
Статьи: раздел 13 (730)
Лента новостей

Астронавт предупреждает о войне в космосе

Богатый металлами газ вокруг черной дыры

Выпустили автономера с изображением криптидов

Демократы планируют создать комитет по НЛО

Желание взять под контроль вопрос о НЛО

Загадочные пожары преследуют семью в Зимбабве

История тестирования IQ важна для сферы ИИ

Как неполное понимание стимулирует научный прогресс

Как общества добиваются успеха или терпят крах

Мозг может создавать экстрасенсорные моменты

Нечто загадочное летело в сторону МКС

НЛО едва не столкнулся с космической станцией

Пассажир снял треугольный НЛО над штатом Юта

Полиция заставила убрать хэллоуинские украшения

Спасательная капсула обнаружена на Марсе

Телезвезда утверждает, что инопланетяне среди нас

Треугольный НЛО, замеченный из самолета

Черные треугольники заполонили британское небо

Что появилось раньше - наш мозг или кишечник

Япония запускает миссию к Фобосу

Всплеск паранормальной активности в Великобритании

Действительно ли истина где-то рядом

Живописная британская призрачная деревня

Метеорит из Сахары оказался обломком Марса

Метод обнаружения внеземных цивилизаций

Мне страшно жить в собственном доме

Мона Лиза, возможно, полысела

Новые сведения о загадочном НЛО

Оборотни, секретные сделки и НЛО

Пугающая встреча лайнера с НЛО

Семья 12 лет жила в страхе из-за летающих предметов

Сообщения о наблюдениях НЛО по всей Британии

Странный случай наблюдения НЛО над Лос-Анджелесом

США разработают технологию варп-путешествий

Тела пришельцев и яйцеобразный НЛО

Умер исследователь Алексей Комогорцев

Человечество уже обречено

Я умер после укуса осы и увидел что там

Я умею унюхать мысли

Явные сверхъестественные приметы в природе

А вы когда-нибудь видели призрака

Агенты ФБР сообщили о появлении НЛО

Все случаи наблюдения НЛО в Дербишире

Демократы готовятся перехватить инициативу по НЛО

Загадочное свечение заметили в Минске

Загадочные объекты в районе Плимута

Как пережить Зомби-апокалипсис

Карта всех сообщений об НЛО в Большом Манчестере

Компания Neuralink подключила ИИ Grok к мозгу человека

Нашли механизм разрыва пространства и времени

НЛО вызывают обеспокоенность Пентагона

Новую планету нашли за Плутоном

Оценили угрозу хэллоуинских огненных шаров

Пентагон упоминает крупный черный треугольник

Случаи наблюдения НЛО в графстве Лестершир

Случай в Лох-Рейвене классифицирован как неопознанный

Тайна жизни после смерти становится более загадочной

Уфолог нашел вход на инопланетную базу

Уфо-подкастера опоили и похитили военные

Четыре лучших места для высадки людей на Луну

Как подготовить участок к установке памятника

Астронавт уверен в существовании инопланетян

Вице-президент США и секретные материалы

Вход в подземную инопланетную базу в Канаде

Гоблина сняли в Аргентине

Двое пилотов были крайне озадачены

Документальный сериал Абрамса о реальных НЛО

Замаскированный НЛО размером с Луну на Солнце

Золотистый гриб нашли на Меркурии

Наблюдения черных треугольников в Великобритании

НЛО могут скрываться в наших океанах

Новое шоу раскрывает главные загадки Шотландии

Пилоты сообщили о наблюдении НЛО в форме таблетки

Призракология. Как прошлое влияет на настоящее

Сенсационные заявления информатора об НЛО

Скандал в сфере раскрытия информации об НЛО

Сыщики обвиняются в колдовстве и чародействе

Федеральные агенты сообщили о НЛО

Что летает в нашем небе

Что такое родной край

Штаты с высоким уровнем паранормальной активности

Помощь в получении справки о несудимости. Оформление от 1 дня в 2026 году

Независимый отзыв о Stop-Scam. Стоит ли обращаться за возвратом средств

Два пилота в США заметили НЛО

Наблюдение загадочного летающего треугольника

Над военными базами замечены черные треугольники

Над Огайо замечен НЛО в форме таблетки

Над секретными военными базами были замечены НЛО

Некоторые НЛО могут исчезать бесследно

НЛО летел со скоростью истребителя и без звука

НЛО, способный развивать скорость истребителя

Новые рассекреченные материалы об НЛО

Обладает ли ИИ сознанием и чувствует ли боль

Оборотни и безмолвный черный треугольник

Охотник из Вайоминга столкнулся с НЛО

Пилоты заметили над Огайо огромный НЛО

Процесс раскрытия информации об НЛО в мировом масштабе

Свидетельства об НЛО на острове Каталина

Сообщения о таинственном черном объекте

Ученые проанализировали ряд загадочных свидетельств

Федеральные агенты отслеживали бесшумный НЛО

Черный треугольный НЛО бесшумно завис в воздухе

Чилийские рыбаки столкнулись с легендарным криптидом

Возле школы в Шотландии заметили жуткого клоуна

Жители Дмитрова заметили в небе НЛО

Загадочные явления вблизи калифорнийского острова

Истории о призраках, оживших мертвецах и духах

Конференция по вопросам инопланетян в Парампе

Многолетнее сокрытие информации об НЛО

Нашли обугленные остатки Ноева ковчега

НЛО вновь привлекает внимание к давней загадке Розуэлла

Откуда на Земле взялась вода

Пилоты сняли НЛО в форме таблетки

Подводные загадки, которые веками ставили в тупик

Подрядчик Пентагона смоделировал характеристики НЛО

Призрак замечен в британском фермерском доме

Процесс раскрытия информации об НЛО может остановиться

Сокрытие информации об НЛО

Сообщения об НЛО намеренно дискредитировали

Спутники-телохранители для защиты от атак на орбите

Странные рисунки предполагаемых пришельцев

Треугольный объект завис прямо над моим автомобилем

Экзопланеты, которые должны были погибнуть

Бесшумный полет черного треугольного НЛО

Военные водолазы обнаружили место падения НЛО

Демократы ликвидируют комитеты по изучению НЛО

Диск из обломков планет нашли у белого карлика

Конгрессмен ищет видеозаписи с нордиками

Может ли ваш мозг заставить вас увидеть призраков

НЛО в школе Ариэль. 62 ребенка и 32-летняя загадка

Пентагон рассекретил новую порцию документов об НЛО

Поиски реальных мест с привидениями

Работа земного термостата изменилась в эпоху Пангеи

Роль комет в возникновении жизни на Земле

Самолет едва не столкнулся с НЛО

Свидетельство бойскаутов о НЛО над Каталиной

Слитки орихалка из мифа об Атлантиде

Тайна НЛО в Розуэлле обретает новый поворот

Увиденное мной - просто невероятно

Хэллоуин переплетается с историями о привидениях

Черные треугольники могут представлять угрозу

Что на самом деле происходило на острове Эпштейна

Эскизы предполагаемых инопланетных существ

Агенты ФБР стали свидетелями бесшумного НЛО

Викторианский спиритизм и монетизация

Военные базы США готовятся к сценарию Конца света

Гигантский гриб из лесов Китая

Городской совет хочет знать о паранормальных явлениях

Действительно ли истина где-то там

Документы об НЛО указывают на потенциальную угрозу

Дьявол использует технологии в битве за наши души

Загадочные светящиеся сферы в небе над Орегоном

Инопланетные тела и яйцеобразный аппарат

Истинный потенциал человечества сдерживается

Мозг переключается между реальностями 15 раз в секунду

НЛО замечен над секретным военным объектом США

Пугающие свидетельства о семифутовых оборотнях

Руководство по вопросам экологического алармизма

Умные телевизоры следят за пользователями

Услышьте первозданный голос Амелии Эрхарт

Федеральные агенты заметили треугольный НЛО

Фото ФБР вызвали споры о треугольном НЛО

Явления на Аляске по-прежнему вызывают интерес

Пять заблуждений о спорах с медицинскими организациями

Почему необходима регулярная дезинфекция в аптеках

Топ сервисов для работы маркетолога

Агенты ФБР стали свидетелями бесшумного НЛО

Врачи удалили из глаз корейца 11 живых червей

Документы об НЛО вблизи военных объектов США

Загадочные НЛО над секретным объектом в США

Законодатели начинают закрытые переговоры об НЛО

Инопланетяне размером с ребенка и яйцеобразный НЛО

Наблюдение НЛО профессором с Сардинии

НЛО перемещаются в полной акустической тишине

Новые документы поднимают вопрос о фу-файтерах

Пентагон публикует седьмую подборку документов

Правда о загадочном существе на границе США

Представители администрации Трампа - инопланетяне

Призыв к сбору более качественных данных об НЛО

Решение загадки НЛО от ученого

Случай наблюдения НЛО химиком из Индианы

Случай с треугольным НЛО, замеченным агентами ФБР

Сообщение агентов ФБР о беззвучном треугольном объекте

Странных гуманоидных существ заметили в Испании

Черный треугольник над секретным объектом в США

Что новые документы говорят о черных НЛО

Наверх
Яндекс.Метрика