Физики убрали искривление пространства-времени из квантовой гравитации
Хотя попытки объединить квантовую теорию и гравитацию десятилетиями терпели неудачу, ученые продолжают выдвигать новые, порой крайне спорные гипотезы. Авторы нового исследования, например, предложили посмотреть на гравитацию так же, как на другие фундаментальные силы природы — через симметрии и поля.
Общая теория относительности Эйнштейна описывает гравитацию как искривление пространства-времени — геометрическую картину, призванную объяснить движение и взаимодействие таких крупных объектов, как планеты, звезды и другие небесные тела. Квантовая механика, напротив, описывает мироздание на примере атомов и субатомных частиц, опираясь на вероятности и дискретные состояния. Каждая из этих теорий прекрасно работает по отдельности, однако все попытки свести их к единому знаменателю обернулись парадоксами и математическими бесконечностями.
Считается, что объединение теорий может решить ряд фундаментальных проблем современной науки, включая загадку космологической постоянной и сингулярности в момент Большого взрыва. Альберт Эйнштейн, как известно, работал над теорией всего до конца своих дней, но успеха, к сожалению, не достиг. Многие современные физики, однако, полагают, что объединить квантовую механику и ОТО в одну теорию невозможно, да и не нужно: например, проблемы космологической постоянной и сингулярности вполне решаются и в рамках одной лишь ОТО.
Тем не менее авторы нового исследования, опубликованного в журнале Reports on Progress in Physics, предложили посмотреть на гравитацию как на калибровочную теорию с четырьмя U(1)-симметриями — по аналогии с электромагнитным, слабым и сильным взаимодействиями (фундаментальными силами природы).
Теоретическая модель под названием «унифицированная гравитация» призвана дополнить геометрическую картину Эйнштейна компактной и квантово-«дружелюбной» структурой. Ключевую роль в ней играет так называемое поле размерности пространства-времени (space-time dimension field) — скалярное поле, выступающее связующим звеном между внутренними симметриями Стандартной модели и ОТО.
В отличие от классической теории гравитации, где пространство-время предстает как динамическая структура, поле размерности пространства-времени представляет собой дополнительную «степень свободы», взаимодействующую с другими полями через симметрии U(1) — один из самых простых и фундаментальных видов симметрий в теоретической физике.
Именно с ее помощью Микко Партанен (Mikko Partanen) и Юкка Тулкки (Jukka Tulkki) из Университета Аалто (Финляндия) смогли построить калибровочную модель гравитации (unified gravity) без искривленного пространства. Вычисления в рамках модели показали, что теория потенциально лишена бесконечностей, обычно мешающих объединению и характерных для других моделей квантовой гравитации. Еще физики разработали «правила» для гравитона — гипотетического кванта гравитации, взаимодействующего с другими частицами, что сделало их работу амбициозной заявкой на создание теории всего.
Но есть и проблемы. Во-первых, модель не подкреплена данными наблюдений, способными подтвердить или опровергнуть ее предположения. Во-вторых, на текущем этапе структура с несколькими U(1)-симметриями и дополнительными полями едва ли поддается математическому анализу. В-третьих, совместимость с ОТО и Стандартной моделью при экстремальных условиях по-прежнему не ясна. Значит, несмотря на нововведения и радикальный взгляд на устройство Вселенной, предложение финских ученых, хотя и весьма интересное, остается сугубо гипотетическим.
Telegram 
Дзен 
VK В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Ученые раскрыли причины удивительной сохранности крупнейшей из пирамид Гизы. Секрет того, что за прошедшие тысячелетия пирамиду не разрушили землетрясения, кроется в особенностях ее конструкции, в том числе в так называемых разгрузочных камерах, расположенных непосредственно над погребальной камерой фараона.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Астрофизики Южного федерального университета предложили объяснение одной из самых интригующих загадок современной физики — годичных колебаний сигнала в детекторе DAMA/LIBRA, который вот уже почти тридцать лет регистрирует странные сигналы в подземной лаборатории Гран-Сассо в Италии, интерпретируемые как взаимодействие частиц темной материи с обычным веществом.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии