Физики представили новую теорию гравитации, которая может помочь решить некоторые из самых больших тайн Вселенной. Ученые считают, что квантовая гравитация может возникать их энтропии (уровня беспорядка системы, который постоянно увеличивается во Вселенной). Таким образом новая теория может наконец-то объединить неработающие вместе общую теорию относительности Эйнштейна и квантовую физику. Исследование опубликовано в журнале Physical Review D, пишет Space.
У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!
Уже более ста лет общая теория относительности Эйнштейна является лучшим описанием того, как работает гравитация. Примерно тогда же ученые создали основы квантовой физики. С тех пор теория Эйнштейна и теория квантовой механики неоднократно проверялись, что доказало их правильность. Но существует одна большая проблема: эти теории не могут работать вместе.
Если общая теория относительности описывает Вселенную в больших масштабах, то квантовая физика описывает мир фундаментальных частиц. Все попытки создать так называемую теорию всего, которая бы объединила теорию Эйнштейна и квантовую физику потерпели неудачу. Одной из главных проблем является то, что не существует теории квантовой гравитации.
Теперь же физики предложили теорию, согласно которой квантовая гравитация возникает из квантовой относительной энтропии. Эта концепция измеряет, насколько различны два квантовых состояния.
Согласно общей теории относительности Эйнштейна, гравитация возникает из-за того, что объекты с массой вызывают искривление ткани пространства-времени. Чем больше масса объекта, тем сильнее кривизна пространства-времени и тем сильнее гравитация объекта.
Хотя общая теория относительно описывает Вселенную в больших масштабах, она не может описать все ее явления. Например, теория Эйнштейна не учитывает темную материю, которая удерживает галактики вместе своей гравитацией и темную энергию, которая ускоряет расширение Вселенной. Но темная материя и темная энергия составляют 95% всей материи и энергии во Вселенной.
Авторы исследования предполагают, что гравитация может возникать из энтропии Вселенной их теория основана на метрике пространства-времени из общей теории относительности, которая описывает геометрию пространства и времени на основе расстояний и интервалов между событиями, и рассматривает ее как математическую сущность, называемую оператором.
Операторы используются в квантовой физике для выполнения преобразований квантовых состояний, возникающих в результате изменения физических факторов. Предложенный физиками оператор приводит к новому энтропийному действию и к модифицированным уравнениям теории Эйнштейна. При низких энергиях и в областях пространства, где его кривизна мала, а значит, и слабая гравитация, эти уравнения повторяют уравнения общей теории относительности.
Новая теория также предсказывает появление небольшой положительной космологической постоянной. Это важно, потому что ее значение лучше согласуется с наблюдениями ускоренного расширения Вселенной под влиянием темной энергии, чем другие современные теории.
Также новая теория предполагает существование G-поля, которое может объяснить гравитационное влияние темной материи. По словам физиков, их теория предполагает происхождение квантовой гравитации из энтропии, а G-поле может быть тем, что из себя представляет темная материя. При этом новая космологическая постоянная может решить проблему несоответствия между разными измерениями скорости расширения космоса.
Таким образом, ученые считают, что их новая теория может стать основой для создания теории всего и сможет наконец-то объединить общую теорию относительности и теорию квантовой механики.
Как уже писал Фокус, ученые обнаружили новую неожиданную угрозу для спутников на орбите. Выбросы парниковых газов в атмосферу Земли могут привести к тому, что низкая околоземная орбита наполнится огромным количеством космического мусора.
Также Фокус писал о том, что ученые в шаге от производства более дешевого водородного топлива. Исследователи впервые наблюдали, как молекулы воды в реальном времени разделяются с образованием водорода и кислорода, и заметили нечто неожиданное.