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.
В эпоху искусственного интеллекта и стремительного развития технологий знание языка становится инструментальной компетенцией, а умение работать с учетом культурного контекста — стратегической. В День филолога, кандидат педагогических наук Екатерина Щавелева, заведующая кафедрой иностранных языков и коммуникативных технологий НИТУ МИСИС рассказывает, как гуманитарное образование приобретает новую ответственность и какое будущее у межкультурной коммуникации.
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 РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина предложили подход к отбору малодебетных нефтегазовых месторождений, которые составляют около 88% нераспределенного фонда нефтяных участков. Модель расчета поможет вовлечь в экономический оборот от 400 до 600 миллионов тонн ранее нерентабельных запасов.
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