top of page

Архив

  • Фото автораArthur

Обновлённая Математика Квантовой Гравитации

Как можно объединить теорию гравитации Эйнштейна с квантовой механикой ? Подобная унификация может дать нам глубокое понимание таких явлений, как черные дыры и рождение Вселенной. Свежая статья в Nature Communications, написанная исследователями из Технологического университета Чалмерса, Швеция, и Массачусетского технологического института, США, представляет результаты, демонстрирующие свежий взгляд на важные проблемы в понимании квантовой гравитации.


Одна из важнейших задач современной теоретической физики заключается в том, чтобы найти «единую теорию», описывающую все законы природы в единой структуре, объединяя общую теорию относительности Эйнштейна, описывающую Вселенную в больших масштабах; и квантовую механику, охарактеризовавшую наш мир на атомном уровне. Подобная теория «квантовой гравитации» включала бы как макроскопическое, так и микроскопическое устройство Вселенной.


«Мы стремимся понять законы природы; и язык, на котором они написаны — это математика. Когда мы ищем ответы на вопросы в физике, мы часто приходим к новым открытиям и в математике. Это взаимодействие особенно заметно в поисках квантовой гравитации, где крайне сложно проводить эксперименты», — объясняет Дэниел Перссон, профессор кафедры математических наук Технологического университета Чалмерса.


Математика и физика
Изображение : Технический Университет Чалмерс / Йен Страндквист

Примером явления, требующего такого единого описания, являются черные дыры. Черная дыра образуется, когда достаточно тяжелая звезда расширяется и коллапсирует под действием собственной гравитационной силы — так, что вся ее масса сосредоточена в чрезвычайно малом объеме. Квантово-механическое описание черных дыр все еще находится в зачаточном состоянии, тем не менее вовлекая впечатляюще продвинутую математику.




Упрощенная модель квантовой гравитации


«Задача состоит в том, чтобы описать, как гравитация возникает в качестве «эмерджентного» явления. Так же, как повседневные явления, такие как поток жидкости, возникают из хаотических движений отдельных капель, мы хотим описать, как гравитация возникает из квантово-механической системы в момент времени — на микроскопическом уровне», — говорит Роберт Берман, профессор кафедры математических наук Технологического университета Чалмерса.


В статье, недавно опубликованной в журнале Nature Communications, Дэниел Перссон и Роберт Берман вместе с Тристаном Коллинзом из Массачусетского технологического института в США показали, как гравитация возникает из специальной квантово-механической системы в упрощенной модели квантовой гравитации, называемой голографическим принципом.


«Используя методы математики, которые я исследовал ранее, нам удалось сформулировать объяснение того, как гравитация возникает в соответствии с голографическим принципом — более точно, чем ранее», — объясняет Роберт Берман.




Рябь темной энергии


Новая статья может также привнести обновленное понимание таинственной темной энергии. В общей теории относительности Эйнштейна гравитация описывается как геометрическое явление. Подобно тому, как только что застеленная кровать изгибается под тяжестью человека, тяжелые предметы могут искривлять геометрическую форму вселенной. Но, согласно теории Эйнштейна, даже пустое пространство — «вакуумное состояние» Вселенной — имеет богатую геометрическую структуру. Если бы вы могли увеличить масштаб и взглянуть на этот вакуум на микроскопическом уровне, вы бы увидели квантово-механические флуктуации или пульсации, известные как темная энергия. Именно эта загадочная форма энергии, с более широкой точки зрения, ответственна за ускоренное расширение Вселенной.


Эта новая работа может помочь нам понять, как и почему возникают эти микроскопические квантово-механические пульсации, а также объяснить связь между теорией гравитации Эйнштейна и квантовой механикой, что ускользало от ученых на протяжении десятилетий.


«Эти результаты открывают возможность проверить другие аспекты голографического принципа, такие как микроскопическое описание черных дыр. Мы также надеемся, что сможем использовать эти новые связи в будущем, чтобы открыть новые горизонты в математике», — говорит Даниэль Перссон.




«Новая геометрия Сасаки-Эйнштейна и AdS/CFT» опубликована в Nature Communications


Статья переведена с английского языка с сайта Phys.org


94 просмотра0 комментариев

Недавние посты

Смотреть все

Comments


Featured

Счётчики

Чтобы общаться с участниками, войдите в аккаунт
Знакомьтесь и подписывайтесь на участников сообщества, оставляйте комментарии и т. д.

Старый Сайт

сайт.png

Важность

Веганства

вег.jpg

Аниме Радио

1479003_edited.png
bottom of page