Новый способ объяснения гравитации может приблизить нас на шаг к разрешению ранее неразрешимых различий, которые она имеет с квантовой механикой.
Физики Микко Партанен и Юкка Тулькки из Университета Аалто в Финляндии разработали новый образ мышления о гравитации, который, по их словам, совместим с гравитацией Стандартная модель что касается физики элементарных частиц, теория, описывающая три другие фундаментальные силы во Вселенной – сильные, слабые и электромагнитные.
Это не совсем теория квантовой гравитации... но это могло бы помочь нам добраться туда.
"Если окажется, что это приведет к полной квантовой теории гравитации, то в конечном итоге это даст ответы на очень сложные проблемы понимания особенностей" черные дыры и Большой Взрыв," Партанен говорит.
"Теория, которая связно описывает все фундаментальные факторы" силы природы часто называют Теорией всего. Некоторые фундаментальные вопросы физики до сих пор остаются без ответа. Например, нынешние теории еще не объясняют, почему материи больше, чем антиматерия в наблюдаемой Вселенной.
Гравитация действительно является занозой в боку красивого и аккуратного объяснения поведения Вселенной. Это четвертая и самая слабая фундаментальная сила, но она не очень хорошо играет с тремя другими. Квантовая теория описывает, как физическая Вселенная ведет себя в действительно малых масштабах – атомных и субатомных – но она не работает с крупномасштабной Вселенной, где гравитация берет верх.
Классическая физика и общая теория относительности действительно хорошо опишите гравитацию, но не квантовую сферу. До сих пор эти две теории оказались неразрешимыми; тем не менее, Вселенная существует довольно весело с обеими в ней, поэтому ученые считают, что должен быть способ заставить их играть хорошо.
Однако, поскольку проблема оказалась настолько неразрешимой, вполне вероятно, что она будет решена не сразу, а поэтапными, но важными шагами. Постепенный шаг, предпринятый Партаненом и Тукки, заключается в описании гравитации в контексте калибровки – - концепции квантовой теории поля, в которой поведение частиц описывается в определенной области.
Электромагнитное поле является одним из примеров манометра. Так и гравитационное поле.
"Самое знакомое калибровочное поле - это электромагнитное поле". Когда электрически заряженные частицы взаимодействуют друг с другом, они взаимодействуют через электромагнитное поле, которое является соответствующим калибровочным полем Тульки объясняет.
"Поэтому, когда у нас есть частицы, обладающие энергией, взаимодействия, которые они имеют только потому, что у них есть энергия, будут происходить через гравитационное поле"
The Стандартная модель это калибровочная теория, описывающая сильные, слабые и электромагнитные силы и имеющая специфику симметрии. Чтобы приблизить теорию гравитации к Стандартной модели, Партанен и Тулькки стремились применить эти симметрии к калибровочной теории гравитации.
Их опубликованные результаты кажутся многообещающими.
"Наша теория приближает калибровочную теорию гравитации к калибровочным теориям Стандартной модели по сравнению с традиционными калибровочными теориями гравитации" пишут в своей бумаге.
Важно отметить, что работа очень и очень далека от теории квантовой гравитации. Однако это представляет собой важное направление для исследований, которое может значительно продвинуть поиск решения этой насущной проблемы в физике.
С этой целью Партанен и Тулькки приглашают других ученых принять участие в продвижении работы. Статья доходит до определенного момента, и теория хорошо работает в этом пределе, но для нее потребуется гораздо больше физики и стресс-тестирования.
"Полное понимание последствий единой гравитации для теорий поля", пишут исследователи, "будет получено только после обширной дальнейшей работы"
Статья опубликована в Отчеты о прогрессе в физике.
Комментариев нет:
Отправить комментарий