Физики говорят, что «квантовая гравитация» может возникнуть в голографической вселенной. Исследование, опубликованное в Nature Communications, проливает свет на тайны Вселенной.
Грандиозной задачей современной теоретической физики является поиск «единой теории», которая могла бы описать все законы природы в единой структуре, соединяющей общую теорию относительности Эйнштейна, описывающую Вселенную в больших масштабах, и квантовую механику, описывающую наш мир на атомарном уровне.
Такая теория «квантовой гравитации» включала бы как макроскопическое, так и микроскопическое описание природы.
«Мы стремимся понять законы природы, а языком, на котором они написаны, является математика. Когда мы ищем ответы на вопросы в физике, мы часто приходим и к новым открытиям в математике. Это взаимодействие особенно заметно при поиске квантовой гравитации, где крайне сложно проводить эксперименты», — объясняет Дэниел Перссон, профессор кафедры математических наук Технологического университета Чалмерса.
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, но требует впечатляющей продвинутой математики.
«Используя методы математики, которые я исследовал ранее, нам удалось сформулировать объяснение того, как гравитация возникает по голографическому принципу, более точно, чем это делалось ранее», — объясняет Берман.
Новая статья может также предложить новое 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. Именно эта загадочная форма энергии, с более широкой точки зрения, ответственна за ускоренное расширение Вселенной.
Исследование может привести к новому пониманию того, как и почему возникают эти микроскопические квантово-механические пульсации, а также взаимосвязи 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.
bbabo.Net