לפני מאה שנה חלה פיתוח מהיר בפיזיקה ששינה את ההבנה שלנו על היקום. אולם, בזמנים האחרונים, נראה כי תחום הפיזיקה הגיע לרמת שטח. השאלות היסודיות אותן חידקו בעבר סומכי המדע מאה שנה אחורה ממשיכות להביך אותנו גם כיום. במיוחד, סודות החומר הכהה, המשמעות האמיתית של מכניקת הקוונטים וההתאמה העודפת בין הכבידה לפיזיקת הקוונטים המרעישים אותנו נמצאים לתוך כסא לא פתורים.
לאחרונה, הופיעה ניצה של תקווה עם עבודתו של ג'ונתן אופנהיים, אוצר התורה הקוונטית באוניברסיטת קולג' לונדון. הפרספקטיבה הייחודית של אופנהיים קיבלה את תשומת הלב שלי, מכיוון שאנו ביחד משתפים היסטוריה אינטילקטואלית של חקיקה בחורשות השחורים והפרדוקס של מידע שמוקיע בהם. בעוד שהנתיבים שלנו נפצעו במונחי מקור הבעיה, ההצעה של אופנהיים לאשם את הכבידה מציעה אפשרות מרתקת.
אופנהיים מציע רעיון פשוט ומהפכני: להכניס אקראיות לכבידה, כחוקה הלא צפויה של מכניקת הקוונטים. לעומת כוחות היסוד, כמו האלקטרומגנטיות והכוחות הגרעיניות החזקה והחלשה, שמתוארות על ידי תהליכים קוונטיים, הכבידה נשארת דעתית הידועה, כפי שמתוארת במכניקה הכללית של איינשטין. היא דפוסה את הדתאמיזם, שבו ניתן לנבא אירועים עתידיים מאירועים עבריים. לעומתה, המכניקה הקוונטית מחבבת את האקראיות והללפים הולכים ובאים ההמסוימים.
אינשטין, תומך עקר בדתאמיזם, האמין כי האקראיות שבמכניקה הקוונטית מציינת אי שלמות יסודית בתאוריה. תקותו הייתה למצוא תאוריה קלאסית שיכולה להסביר במלואה את מנהגי היקום. למרות ההצלחה הבלעדית של היחסות הכללית, היא נכשלת בהעמקת תחומים מסוימים שפועלים בטבע, שבהם מנהגים קוונטיים בעבידה.
לדוגמה, נשאלת ההתייחסות של היחסות הכללית לתופעת הסדרות השניים עבור אלקטרונים. החלקיקים הללפיים עוברים בדומם זמני דוממי ממש כמו השניים הללפיים הללפים. אולם, אם מקרים הכבידה, אשר יציבים משיכה כבידתית, כיצד מתסדירת היחסות הכללית עם הופעתם הללפית המשותפת בשתי המקומות? התאוריה לא מצליחה לתת תשובה.
קושיים דומים מתעוררים בעת ניסיון להבין פיסומנות כמו חורי השחורים והגידול העצום. המתמטיקה של אינשטין פשוט איננה מתגברת על מקרים מתפשטים כאלה. פיזיקאים מזמן מחפשים תאוריה שמבצעת תיקון למכניקת הקוונטים והכבידה, הידועה בשם "כבידה קוונטית".
למרות שנעשו ניסיונות בשנות ה-30 לפורמולציה של תיאור קוונטי של הכבידה, המאמצים אלה נכשלו בסופו של דבר. ריצ'רד פיינמן וברייס דיוויט, באינם אחרים, חקרו את האפשרויות של המכניקה הקוונטית של הכבידה באמצעות הגישות המתמטיות הקיימות. מצטערים לומר שהתיאור שתפקו, הידוע בשם "כבידה קוונטית באופן קורסיבי", היה לא מתאים כאשר הוא הורחב לתרחשויות קיצוניות.
למרות האתגרים, ההצעה של אופנהיים להכניס אקראיות לכבידה פותחת דרכים חדשות של חקירה. על ידי אימוץ המנהג האי צפוי של מכניקת הקוונטים ומיזוגו עם הכבידה, אולי נמצא סוף סוף פתרון לבעיות הידועות שלא נטרלו אותנו פיזיקאים במשך מאה שנה. למרות שהדרך קדימה עשויה להיות מפרכת, עם העבודה של אופנהיים כהשראה, נוכל לחדש את המאמצים שלנו לפתור את סודות היקום ולקרוא להבנה חדשה של פיזיקה.
–
שאלות ותשובות:
The source of the article is from the blog japan-pc.jp