For hundre år siden opplevde fysikken en rask rekke av gjennombrudd som revolusjonerte vår forståelse av universet. Imidlertid ser det ut til at feltet har nådd et platå i nyere tid. De samme grunnleggende spørsmålene som forvirret forskere for et århundre siden, fortsetter å forundre oss i dag. Spesielt mysteriene med mørk materie, den sanne betydningen av kvantemekanikk og den unnvikende harmonien mellom tyngdekraft og kvantefysikk forblir uløst.
Nylig dukket et håp opp med arbeidet til Jonathan Oppenheim, en professor i kvanteteori ved University College London. Oppenheims unike perspektiv fanget min oppmerksomhet da vi begge deler en intellektuell historie med å studere svarte hull og informasjonsparatokset som omgir dem. Mens stiene våre avviker når det gjelder roten til problemet, tilbyr Oppenheims forslag om å legge skylden på tyngdekraften en interessant mulighet.
Oppenheim foreslår en enkel, men radikal idé: introdusere tilfeldighet i tyngdekraften, i likhet med den inneboende uforutsigbarheten i kvantemekanikken. Forskjellig fra andre grunnleggende krefter, som elektromagnetisme og de sterke og svake kjernekreftene, som beskrives av kvanteprosesser, forblir tyngdekraften en klassisk teori, som beskrevet av Einsteins generelle relativitetsteori. Den holder seg til determinisme, der fremtidige hendelser kan deduseres fra tidligere hendelser. I motsetning omfavner kvantemekanikken tilfeldighet og iboende usikkerhet.
Einstein, en sterk talsmann for determinisme, trodde at kvantemekanikkens tilfeldighet indikerte en fundamental ufullstendighet i teorien. Han håpet å finne en klassisk teori som kunne forklare universets virkemåte fullstendig. Til tross for general relativitetsteoris empiriske suksess, klarer den ikke å håndtere visse situasjoner som oppstår i naturen der kvanteproperties er involvert.
For eksempel, ta den berømte dobbelspalteeksperimentet med elektroner. Disse partiklene viser bølge-partikkel-dualitet, noe som betyr at de kan passere gjennom begge spaltene samtidig. Men hvis elektroner har masse, som genererer en gravitasjonell tiltrekning, hvordan kan general relativitet forklare deres samtidige tilstedeværelse på to steder? Teorien faller kort når det gjelder å gi et svar.
Lignende vanskeligheter oppstår når vi prøver å forstå fenomener som svarte hull og Big Bang. Einsteins matematikk kan rett og slett ikke håndtere disse ekstreme tilfellene. Fysikere har lenge søkt etter en teori som kan forene kvantemekanikk med tyngdekraft, kjent som «kvantegravitasjon.»
Selv om det ble gjort forsøk på 1930-tallet for å formulere en kvanteteori om tyngdekraft, mislyktes slike forsøk til slutt. Richard Feynman og Bryce DeWitt, blant andre, utforsket mulighetene for å kvantisere tyngdekraft ved hjelp av eksisterende matematiske rammeverk. Dessverre viste den resulterende teorien, kjent som perturbativt kvantisert tyngdekraft, seg utilstrekkelig når den ble utvidet til ekstreme scenarier.
Tross utfordringene åpner Oppenheims forslag om å introdusere tilfeldighet i tyngdekraften opp for nye utforskningsmuligheter. Ved å omfavne den uforutsigbare naturen til kvantemekanikk og forene den med tyngdekraften, kan vi endelig finne en løsning på de langvarige problemene som har plaget fysikere i et århundre. Selv om veien fremover kan være krevende, kan vi med Oppenheims arbeid som inspirasjon fornye våre anstrengelser for å avdekke universets mysterier og danne en ny forståelse av fysikk.
FAQ-seksjon:
1. Hva er de viktigste uløste mysteriene innen fysikk?
De viktigste uløste mysteriene innen fysikk inkluderer naturen til mørk materie, den sanne betydningen av kvantemekanikk og forsoningen av tyngdekraften med kvantefysikk.
2. Hvem er Jonathan Oppenheim?
Jonathan Oppenheim er en professor i kvanteteori ved University College London. Han har bidratt til studiet av svarte hull og informasjonsparatokset som omgir dem.
3. Hva er Oppenheims forslag for å løse fysikkens mysterier?
Oppenheim foreslår å introdusere tilfeldighet i tyngdekraften, lignende den iboende uforutsigbarheten i kvantemekanikken. Dette kan potensielt forsones kvantemekanikk med tyngdekraft og gi løsninger på langvarige problemer innen fysikk.
4. Hva er forskjellen mellom kvantemekanikk og generell relativitet?
Kvantemekanikk er en teori som beskriver atferden til partikler på mikroskopisk nivå og omfavner tilfeldighet og iboende usikkerhet. Generell relativitet er derimot en klassisk teori som beskriver tyngdekraften og holder seg til determinisme, der fremtidige hendelser kan deduseres fra tidligere hendelser.
5. Hvorfor klarer ikke generell relativitet å håndtere visse situasjoner?
Generell relativitet klarer ikke å håndtere visse situasjoner, som atferden til partikler med både bølgeaktige og partikleaktige egenskaper (bølge-partikkel-dualitet) og ekstreme scenarier som svarte hull. Teorien er utilstrekkelig når det gjelder å inkorporere kvanteproperties.
Nøkkelbegreper:
1. Mørk materie: En hypotetisk form for materie som antas å utgjøre en betydelig del av den totale massen i universet, men som ikke avgir, absorberer eller samhandler med lys eller elektromagnetisk stråling.
2. Kvantemekanikk: En gren av fysikk som handler om atferden til partikler på atom- og subatomisk nivå og omfatter prinsippene om bølge-partikkel-dualitet, superposisjon og usikkerhet.
3. Generell relativitet: Einsteins teori om gravitasjon som beskriver tyngdekraften som krumningen av romtid forårsaket av masse og energi.
4. Determinisme: Det filosofiske konseptet at alle hendelser, inkludert fremtidige hendelser, bestemmes av tidligere hendelser og naturlovene.
Relaterte lenker:
Physics World
Nature – Physics
The source of the article is from the blog trebujena.net