Prieš šimtmetį fizika patyrė sparčią darbų eilę, kurie revoliucionizavo mūsų supratimą apie Visatą. Tačiau pastaruoju metu sritis atrodo pasiekusi platėją. Tiek patys pagrindiniai klausimai, kurie praplėšė mokslininkus prieš šimtą metų, dar šiandien mums kelia klausimų rašalo.
Neseniai viltingumo žymi atsirado Jonathano Oppenheimo darbe, kvantinės teorijos profesoriaus Londono universiteto koledže. Oppenheimo unikali perspektyva traukė mano dėmesį, kadangi mes abu turime intelektualinę istoriją, studijuojant juodus skyles ir su jomis susijusį informacijos paradoksą. Nors mūsų keliai išsiskyrė pagal problemos šaknį, Oppenheimo pasiūlymas kaltinti gravitaciją teikia intriguojančią galimybę.
Oppenheim siūlo paprastą, tačiau radikalią idėją: įvedant atsitiktinumą į gravitaciją, panašiu būdu kaip kvantinės mechanikos neprognozuojama pobūdis. Skirtingai nuo kitų pagrindinių jėgų, tokių kaip elektromagnetizmas ir stipri bei silpna branduolinių jėgų, kurias aprašo kvantiniai procesai, gravitacija išlieka klasikinė teorija, kaip aprašyta Einšteino bendroji reliatyvumo teorija. Ji laikosi determinizmo, kur būsimi įvykiai gali būti išvaduojami iš praeities įvykių. Priešingai, kvantinė mechanika įsiterpia į atsitiktinumą ir intrinsekinę neapibrėžtį.
Einšteinas, atkaklus determinizmo šalininkas, manė, kad kvantinės mechanikos atsitiktinumas rodo pagrindinį šios teorijos nepilnumą. Jo viltis buvo rasti klasikinę teoriją, kuri galėtų visapusiškai paaiškinti Visatos veikimą. Nesantiki generalinės reliatyvumo teorijos empirinio sėkmės, ji nesugeba spręsti tam tikrų gamtoje pasitaikančių situacijų, kuriose veikia kvantiniai objektai.
Pavyzdžiui, pagalvokime apie garsų dviejų plyšių eksperimentą su elektronais. Šie dalelės rodo banga-dalelės dvikaitinumo požymį, tai reiškia, kad jos gali praeiti abiem plyšiams vienu metu. Tačiau jei elektronai turi masę, kuri sukuria gravitacinį trauką, kaip bendroji reliatyvumo teorija paaiškina jų vienu metu buvimą dviejuose vietose? Teorija neteikia atsakymo.
Panašūs sunkumai kilo bandant suprasti reiškinius kaip juodos skyles ir Didysis Sprogimas. Einšteino matematikos paprasčiausiai negali susidoroti su šiais ekstremaliais atvejais. Fizikai seniai ieško teorijos, kuri susietų kvantinę mechaniką su gravitacija, žinomą kaip „kvantinė gravitacija”.
Nors 1930-aisiais bandyta sudaryti kvantinę gravitacijos teoriją, šie bandymai galiausiai nepavyko. Richardas Feynmanas ir Bryce’as DeWittas, tarp kitų, tyrinėjo galimybes kvantifikuoti gravitaciją naudojant egzistuojančius matematinius modelius. Deja, rezultatas, žinomas kaip perturbatyviai kvantintoji gravitacija, nepasiteisino išplečiant iki ekstremalių scenarijų.
Nepaisant iššūkių, Oppenheimo pasiūlymas įvesti atsitiktinumą į gravitaciją atveria naujas tyrimų galimybes. Priimdami neprognozuojamo kvantinės mechanikos pobūdžio ir sujungdami ją su gravitacija, galiausiai galime rasti sprendimą senoms problemoms, kurios kamuoja fizikus šimtą metų. Nors kelias praeityje gali būti sunkus, turint Oppenheimo darbą kaip įkvėpimo šaltinį, galime atnaujinti savo pastangas iššifruoti Visatos paslapčių ir sukurti naują fizikos supratimą.
DUK skyrius:
1. Kas yra pagrindinės neišspręstos fizikos paslaptys?
Pagrindinės neišspręstos fizikos paslaptys apima tuo, kas yra tamsumo medžiaga, tikrąją kvantinės mechanikos prasmę ir suderinimą tarp gravitacijos ir kvantinės fizikos.
2. Kas yra Jonathanas Oppenheimas?
Jonathanas Oppenheimas yra kvantinės teorijos profesorius Londono universiteto koledže. Jis prisidėjo prie juodųjų skylų studijavimo ir su jomis susijusio informacijos paradokso.
3. Kokie yra Oppenheimo pasiūlymai išspręsti fizikos paslaptis?
Oppenheimas siūlo įvesti atsitiktinumą į gravitaciją, panašų į kvantinės mechanikos neprognozuojamą pobūdį. Tai galėtų suderinti kvantinę mechaniką su gravitacija ir suteikti sprendimą senoms, neišspręstoms fizikos problemoms.
4. Kokia yra skirtumas tarp kvantinės mechanikos ir bendrosios reliatyvumo teorijos?
Kvantinė mechanika yra fizikos šaka, kuri aprašo dalelių elgesį atominio ir subatomikinio lygmens, ir įtraukia bangos-dalelės dvikaitinumo, susidarymo ir neapibrėžtumo principus. Bendroji reliatyvumo teorija, kita vertus, yra Einšteino gravitacijos teorija, kuri aprašo gravitacinį jėgą kaip erdvė-laiko kreivumą dėl masės ir energijos.
5. Kodėl bendroji reliatyvumo teorija nesugeba spręsti tam tikrų situacijų?
Bendroji reliatyvumo teorija nesugeba paaiškinti tam tikrų situacijų, tokias kaip dalelių elgesys, turintis tiek banginį, tiek dalelinį pobūdį (bangos-dalelės dvikaitinumas) ir ekstremalus scenarijus, pavyzdžiui, juodosios skylės. Teorija nepakankamai įtraukia kvantines savybes.
Pagrindinės Sąvokos:
1. Tamsumos medžiaga: Hipoetinė medžiagos forma, kuri, manoma, sudaro didelę dalį Visatos bendro smarkumo, bet nesugeria, neabsorbuoja ar nesąveikauja su šviesa ar elektromagnetinėmis bangomis.
2. Kvantinė mechanika: Fizikos šaka, kuri užsiima dalelių elgesiu atominėje ir subatomikinėje lygmenyse ir apima bangos-dalelės dvikaitinumo, superpozicijos ir neapibrėžtumo principus.
3. Bendroji reliatyvumo teorija: Einšteino gravitacijos teorija, kurioje gravitacinis jėga aprašoma kaip erdvė-laiko kreivumas, kurį sukelia masė ir energija.
4. Determinizmas: Filosofinė sąvoka, kad visi įvykiai, įskaitant ateities įvykius, nustatyti iš ankstesnių įvykių ir gamtos dėsnių.
Susiję Nuorodos:
Physics World
Nature – Physics
The source of the article is from the blog girabetim.com.br