یک قرن پیش، فیزیک تجربه‌کنندهٔ متوالی‌ای از کشف‌هایی شد که درک ما از جهان را ثورت داد. با این حال، در زمان‌های اخیر، این حوزه به مرحله‌ای رسیده است که به نظر می‌رسد در آن ایستادگی کرده است. سؤالات بنیادی که صد سال پیش محقّقان را گیج می‌کردند، همچنان به ما سر در نمی‌آورد. به‌ویژه، رازهای مادهٔ تاریک، معنای واقعی مکانیک کوانتومی و تطابق ناپذیر میان جاذبه و فیزیک کوانتومی همچنان حل نشده باقی مانده‌اند.
اخیراً، با کار جاناتان اپنهایم، یک استاد نظریهٔ کوانتوم در دانشگاه کالج لندن، پرتوی امید ظاهر شد. دیدگاه منحصر به فرد اپنهایم توجه من را جلب کرد زیرا هردو ما تاریخ ادراکی از مطالعهٔ سیاهچالهها و پارادوکس اطّلاعاتی محتمل آنها را به اشتراک می‌گذاریم. هرچند در ریشهٔ مسئله متفاوت شده‌ایم، پیشنهاد اپنهایم که گرانش را به عنوان علت این مشکل بباخت، یک احتمال جذاب را به ارمغان می‌آورد.
اپنهایم یک ایدهٔ ساده اما شگفت‌انگیز ارائه می‌دهد: تصادف را به جاذبه بیافزاییم که شبیه به ناپیش‌بینایی داخلی مکانیک کوانتومی باشد. بر خلاف سایر نیروهای بنیادی مانند الکترومغناطیس و نیروهای هسته‌ای قوی و ضعیف که توسط فرایندهای کوانتومی توصیف می‌شوند، جاذبه هنوز یک تئوری کلاسیک است، همانطور که توسط نسبیت عام الهی اینشتین توصیف می‌شود. آن به تعهد پویایی نگه می‌دارد که رویدادهای آینده می‌توانند از رویدادهای گذشته استنتاج شوند. در مقابل، مکانیک کوانتومی به تصادف و ناقلونی آن روی می‌آورد.
اینشتین، یک طرفدار قطعیت، اعتقاد داشت که ناقصی بنیادی در تئوری را نشان می‌دهد نااهنگی مکانیک کوانتومی است. امیدواری او این بود که یک تئوری کلاسیک بیابد که بتواند به طور کامل عملکرد جهان را توضیح دهد. با وجود موفقیت تجربی نسبیت عام، این تئوری نتوانست مشکلات خاصی که در طبیعت رخ می‌دهد و خواص کوانتومی را دارد، را حل کند.
به عنوان مثال، به آزمایش مشهور دو شکاف برای الکترون‌ها توجه کنید. این ذرات دوالی موج-ذره را به اجرا در می‌آورند، به این معنی که می‌توانند همزمان از هر دو شکاف عبور کنند. اما اگر الکترون‌ها جرم داشته باشند که گرانشی ایجاد می‌کند، نسبیت عام چگونه برای حضور همزمان آنها در دو مکان پاسخگو است؟ نظریه در پاسخ‌دهی قصور می‌کند.
مشکلات مشابهی هنگام تلاش برای درک پدیده‌هایی مانند سیاهچالهها و بزرگ‌انگیختگی پدید می‌آیند. ریاضیات اینشتین نمی‌تواند به سادگی با این موارد حاکم شود. فیزیکدانان به مدت طولانی به دنبال یافتن یک تئوری بوده‌اند که بتواند مکانیک کوانتومی را با گرانش سازگار سازد و به آن «گرانش کوانتومی» می‌گویند.
با وجود تلاش‌ها در دههٔ ۱۹۳۰ برای تدوین تئوری کوانتومی جاذبه، این تلاش‌ها در نهایت به نتیجه نرسیدند. ریچارد فاینمن و برایس دویت و بسیاری دیگر، امکان توزیع کوانتومی جاذبه را با استفاده از چارچوب‌های ریاضی موجود بررسی کردند. متأسفانه، تئوری حاصل، شناخته‌شده به عبارتی جاذبهٔ کوانتومی با اندازه‌گیری کوچک، وقتی به سناریوهای حدی تعمیم داده شود، ناکافی به نظر می‌رسد.
با وجود چالش‌ها، پیشنهاد اپنهایم برای معرفی تصادف به جاذبه، آینده‌ای تازه از خیابان‌های جدید بر روی به راه آمد. با به‌خودگرفتن طبیعت ناپیش‌بینایی مکانیک کوانتومی و ترکیب آن با جاذبه، نهایتاً می‌توانیم راه‌حلی برای مشکلات فراگیری که صد سال محقّقان را مشغول کرده‌اند، پیدا کنیم. اگرچه راهی که پیش رو است ممکن است دشوار باشد، با کار اپنهایم به عنوان الگو، می‌توانیم تلاش‌هایمان را برای پوچ شدن رازهای جهان و برقراری درک جدیدی از فیزیک تجدید کنیم.
بخش پرسش‌های متداول:
۱. معمای‌های نحوهٔ حل نشدهٔ اصلی در فیزیک چیست؟
معمای‌های نحوهٔ حل نشدهٔ اصلی در فیزیک شامل ماهیت مادهٔ تاریک، معنای واقعی مکانیک کوانتومی و تصالح جاذبه با فیزیک کوانتومی می‌شود.
۲. جاناتان اپنهایم کیست؟
جاناتان اپنهایم استادی در زمینهٔ نظریهٔ کوانتوم در دانشگاه کالج لندن است. وی به مطالعهٔ سیاهچالهها و پارادوکس اطّلاعاتی محتمل آنها کمک کرده است.
۳. پیشنهاد اپنهایم برای حل رازهای فیزیک چیست؟
اپنهایم پیشنهاد می‌دهد تصادف را به جاذبه وارد کنیم، شبیه به ناپیش‌بینایی ذاتی مکانیک کوانتومی. این می‌تواند مکانیک کوانتومی را با جاذبه تطبیق داده و راه حلی برای مسائل طولانی مدت در فیزیک ارائه دهد.
۴. تفاوت مکانیک کوانتومی و نسبیت عام الهی چیست؟
مکانیک کوانتومی یک تئوری است که رفتار ذرات در سطح اتمی و زیراتمی را توصیف می‌کند و ناپیش‌بینایی و ناقلونی ذاتی را انتخاب می‌کند. نسبیت عام الهی، به عبارتی نظریهٔ اینشتین در باب جاذبه است که نیروی جاذبه را به عنوان خمیدگی از فضا-زمان به وسیلهٔ جرم و انرژی توصیف می‌کند.
۵. چرا نسبیت عام الهی در برخی از موقعیت‌ها کافی نیست؟
نسبیت عام الهی در بر
The source of the article is from the blog kewauneecomet.com