Ось як квантова гравітація змінить наше розуміння Всесвіту

Квантова механіка проти загальної теорії відносності

Є дві теорії, які, по суті революцію в нашому розумінні фізики в 20-му столітті, квантової механіки і загальної теорії відносності.

Квантова механіка намагається пояснити поведінку маленьких речей у Всесвіті-субатомних частинок на наноструктурному рівні. У цьому масштабі часу є універсальним і абсолютним.

З іншого боку, загальна теорія відносності Ейнштейна стверджує, що час є відносним і динамічним результат того, як простір, час і матерія взаємодіють один з одним. Слідуючи теорії відносності, геометрія "просторово-часової тканини" можуть бути спотворені великими масами. Органи, які переміщуються через спотвореному просторово-часової тканини, то з'являються, як ніби вони знаходяться під впливом сили тяжіння великої маси.

Тепер, щоб описати і зрозуміти, що ми сприймаємо в повсякденному житті, ми звернемося до фізики. Загальна теорія відносності служить для пояснення гравітаційних властивостей великих об'єктів, які досить масивні, що їх квантові властивості нехтує малі. Квантова механіка точно пояснює, що відбувається на малих масштабах, але тільки там, де маси досить незначні, що їх гравітаційні ефекти практично пшик.

Питання полягає в тому, як ми пояснимо справу, що є, відразу ж, дуже важко, і все ж дуже мало? З цією метою, як ви будете примирити абсолютні та відносні поняття часу, підтримуваних кожної теорії?

примирення Відмінності

Цю прогалину в нашому розумінні фізики є те, що теорії квантової гравітації можемо сподіватися пояснити. І новий прорив у вивченні квантової гравітації дає нам уявлення про те, як фізика загальної теорії відносності і квантової механіки можуть бути вирішені.

"Я думаю, що тепер ми розуміємо, що простір-час насправді це просто геометричне уявлення заплутаності структури цих основних квантових систем," сказав Марк Ван Raamsdonk, фізик-теоретик з Університету Британської Колумбії.

Ви зрозумієте, що все? По суті, ідея полягає в тому, що всесвіт нашого досвіду, разом з матерією і релятивістського простору і часу в ньому виникають як властивості, що виходить з квантових бітів (кубітів) інформації, подібно до того, як всесвіт комп'ютерної гри виникає з цифрових бітів інформації в комп'ютері. Це голографічне уявлення про Всесвіт.

Дослідники показують, як Всесвіт може мати геометрію Риб'ячий простору-часу, відомий як "анти-де-Ситтера" (АДА) простору. Як ви відійти від центру, просторові збільшення стають коротшими, поки врешті-решт просторове вимір від центру простирається ні до чого не чмокає в кордон. Ця межа має один менше просторове вимір, ніж його інтер'єр, що іменується "навалом", в якому проектується голографічний Всесвіт-з усіма її матерією і енергією, і хиткий часу, який рухається в драматичних способами, згинання та згинати з простором, як описано в загальна теорія відносності.

Але заплутані кубіти, що знаходиться на кордоні цього АДС космічного прогресу відповідно до замовленої, нерелятивістському часу природно квантових станів; як комп'ютерна програма виконує його команди у відповідності з точними кліщами його внутрішнім годинником, але створюючи імітацію всесвіт, протягом якого часу можуть деформуватися і розтягуватися і бути настільки ж химерно по відношенню як він хоче.
 

Все йде нормально. Але наш всесвіт відповідає конфігурації де Ситтера, де простір розтягування далі ви дивитеся; і це представляє деякі проблеми розуміння виникають якостей часу. Кордон, в даному випадку, мабуть, кінець часу; якимось чином, кубіти на кордоні простору де Ситтера призводять до внутрішньої голограми з динамічним часом.

Як зазначає Брайан Swingle з Гарвардського університету, що все це дослідження, здається, виявити, що, "як-то, ви можете вийти час від нескінченних ступенів свободи з використанням заплутаності."

І в той час як команда за дослідження ще належить з'ясувати, як це можливо, вони сподіваються, що це призведе до відповідей про те, що ми ще не розуміємо, про фізику нашого Всесвіту.

 

Список літератури: дротова, Інгемар Бенгтссон