Физики из Университетского колледжа Лондона (UCL) опубликовали две работы, представляющие радикальную теорию, которая последовательно объединяет гравитацию и квантовую механику, сохраняя при этом классическое понимание пространства-времени Эйнштейна.

Современная физика основана на двух столпах: квантовой теории, регулирующей поведение мельчайших частиц во Вселенной, и общей теории относительности Эйнштейна, объясняющей гравитацию через искривление пространства-времени. Однако эти две теории противоречат друг другу, и попытки их соединить не увенчались успехом на протяжении более века.

Традиционно предполагалось, что теорию гравитации Эйнштейна нужно модифицировать или "квантовать", чтобы она соответствовала квантовой теории. Новая теория, разработанная профессором Джонатаном Оппенгеймом (физика и астрономия UCL) и изложенная в статье в журнале Physical Review X, предлагает альтернативный подход, предполагая, что пространство-время может быть классическим, то есть не регулируемым квантовой теорией.

Вместо модификации пространства-времени новая теория, названная "постквантовой теорией классической гравитации", изменяет квантовую теорию и предсказывает внутренний разрыв в предсказуемости, который опосредован самим пространством-временем. Это приводит к случайным и насильственным колебаниям в пространстве-времени, которые больше, чем предполагалось в рамках квантовой теории, делая кажущийся вес объектов непредсказуемым при достаточно точном измерении.

Вторая статья, опубликованная одновременно в Nature Communications и возглавляемая бывшими аспирантами профессора Оппенгейма, исследует некоторые последствия теории и предлагает эксперимент для её проверки: измерить массу с высокой точностью, чтобы увидеть, меняется ли её вес со временем.

Например, Международное бюро мер и весов во Франции регулярно взвешивает 1-килограммовый образец, который раньше была стандартом 1 кг. Если колебания в измерениях этой массы меньше, чем требуется для математической согласованности, теория может быть опровергнута.

Исход эксперимента, или другие доказательства, подтверждающие квантовую или классическую природу пространства-времени, стали предметом пари с между профессором Оппенгеймом и ведущими сторонниками теории квантовой петлевой гравитации и теории струн - профессором Карло Ровелли и доктором Джеффом Пеннингтоном.

На протяжении последних пяти лет исследовательская группа UCL подвергала теорию стресс-тестам и изучала её последствия.

Профессор Оппенгейм заявил: "Квантовая теория и теория общей относительности Эйнштейна математически несовместимы друг с другом, поэтому важно понять, как этот противоречие разрешается. Должно ли пространство-время квантоваться, или должна ли измениться квантовая теория, или это что-то совершенно иное? Теперь, когда у нас есть последовательная фундаментальная теория, в которой пространство-время не квантуется, это остаётся загадкой".

Коавтор Зак Веллер-Дэвис, аспирант UCL, помогавший разрабатывать экспериментальное предложение и внесший ключевые вклады в саму теорию, сказал: "Это открытие вызывает сомнения в нашем понимании фундаментальной природы гравитации, но также открывает пути для изучения её потенциально квантовой природы".

Источник: SecurityLab.ru