Сравняването на Общата теория на относителността на Алберт Айнщайн с квантовата механика изисква някои неизвестни в момента физики и това кара някои учени да се запитат дали теорията на Айнщайн не се нуждае от някои корекции.
Една от тези идеи е концепция, известна като „размита гравитация“, която изисква допълнителни измерения и дискретно пространство-време, за да обясни нередностите.
Въпреки това всякакви теоретични отклонения от Общата теория на относителността се случват на изключително малки нива, които в момента не се наблюдават дори от най-мощните ускорители на частици.
Магическо уравнение обединява квантовата физика и теорията на относителността
Едно от най-големите главоболия в света на физиката е, че Общата теория на относителността на Алберт Айнщайн – която върши доста добра работа за обяснение на физическите явления на макрониво, поне докато не бъдете засмукани от черна дупка – не е напълно изравнена с квантовия свят.
Докато някои физици работят в границите на тези теории, за да открият Великата теория на всичко (свещения граал на физиката), други предлагат пощипвания или цялостни промени в майсторската работа на Айнщайн, пише Popular Mechanics.
Едно от тези общи относителни преосмисляния е модифицираната Нютонова динамика (MOND), която избягва необходимостта от хипотетични (но все пак наблюдателни) концепции като тъмната материя. Повечето физици обаче са съгласни, че MOND идва със собствена купчина проблеми.
Вместо това други хипотези възприемат различен подход – просто променят аспектите на Общата теория на относителността, за да ги направят малко по-съгласни с квантовата механика. Това е категорията, в която идеята за „размитата гравитация“ се вписва удобно.
Трима учени от Националния технически университет в Атина, Гърция, са публикували статия в списанието Progress of Physics, която описва подробно този леко променен поглед върху магнум опуса на Айнщайн. Най-основно идеята предполага, че пространство-времето може да е дискретно, а не непрекъснато.
Това не е нова идея – в продължение на десетилетия физиците са размишлявали дали пространство-времето е по-скоро като гоблен от точки, подобно на начина, по който материята е изградена от атоми. В момента обаче ние просто не сме в състояние да изследваме пространството до такива малки дължини на Планк (или 10-20 пъти диаметъра на протон).
10 открития, които доказват, че Айнщан е прав за Вселената, и 1, което доказва, че греши
Но новата хипотеза не спира дотук. Вместо това тя излага идеята, че пространство-времето е некомутативно, освен че е дискретно.
Комутативното свойство, казано просто, гласи, че когато променливите са пренаредени, те се равняват на едно и също нещо. Събирането и умножението например са комутативни (5+8 = 8+5). Изваждането и делението, от друга страна, са некомутативни. Тази теория за размитата гравитация постулира, че „редът, в който се умножават пространствените координати, има значение“, според Advanced Science News – определено отклонение от обичайната геометрия.
„От самото начало квантовата теория оспори класическите представи за комутативност – се казва в статията. – Търсейки възможната употреба във физиката на понятието за некомутативна геометрия, като разглеждаме координатите като некомутативни величини, тя може да бъде свързана с потенциална квантова структура, която може да се появи на много малки разстояния (скала на Планк).“
Разбира се, както често се случва с алтернативните хипотези, идеята за „размитата гравитация“ идва с някои уговорки – главно, че помага да се опише квантовата гравитация, но нито една от другите фундаментални сили (като електромагнетизма, слабото и силното ядрено взаимодействие) или взаимодействията на елементарните частици. В тази статия авторите се опитват да обединят взаимодействията чрез използване на по-високоизмерно пространство-време. Както Advanced Science News описва:
„За да се опита да разреши това, екипът следва общ подход за обединяване на взаимодействията, като разглежда пространство-времето с по-високи измерения… Те откриха, че ако времето и трите пространствени измерения се разширят чрез допълнителни, дискретни и некомутативни посоки, взаимодействието им помежду си и обичайното четириизмерно пространство-време ще доведе до взаимодействащи елементарни частици, много подобни на това, което наблюдаваме.“
Загадката на гравитацията: търси се неуловима частица на една от основните природни сили
Хипотезата за „размита гравитация“ обаче предполага, че нещата наистина няма да се отклонят от общото относително до около дължината на Планк, която е твърде малка, за да могат да я изследват дори най-напредналите ускорители на частици. Докато физиците не успеят да изравнят част от странната физика на квантовата и класическата сфера, учените ще продължат да търсят отговори – в четирите измерения и отвъд тях.
