Революция във физиката: Нов подход за обединяване на теории!

Революция във физиката: Нов подход за обединяване на теории!

На 8 март 2025 г. беше обявено, че д-р Волфганг Виланд, физик от университета Фридрих-Александър Ерланген-Нюрнберг (FAU), е получил значително финансиране от Германската изследователска фондация като част от програмата Хайзенберг. Целта на неговия проект е да разработи нов подход за комбиниране на квантовата теория и теорията на относителността в специфични проблемни области. Настоящите открития са публикувани в известното списание „Класическа и квантова гравитация“ и предизвикват голям интерес в научната общност.

Изследователите са изправени пред фундаментално предизвикателство: четирите основни сили на Вселената – гравитация, електромагнитно взаимодействие, слабо взаимодействие и силно взаимодействие – все още не могат да бъдат обяснени от единна теория. Докато общата теория на относителността действа като основен модел за гравитацията, квантовата теория се занимава с другите три основни сили. Проблемът, че двете теории са несъвместими, е известен от 30-те години на миналия век, което подчертава спешността на решението.

Необходимостта от обединение

Общата теория на относителността се използва за изчисляване на поведението на големи маси, докато квантовата теория описва най-малките частици. Необходим е единен модел, за да се разберат явления като Големия взрив и черните дупки. В черните дупки, където материята е събрана в една точка според теорията на относителността, става необходимо ново разбиране за гравитацията.

Смята се, че квантовата гравитация може да промени понятията за причинно-следствена връзка и време при екстремни условия. В критичната среда на черните дупки термините „преди“ и „след“ губят значението си. Десетилетия изследвания доведоха до разработването на концепции, които се стремят да обединят тези теории. Подходът на Виланд възприема идеята, че пространството и времето не са непрекъснати, а са съставени от малки части.

Иновативните подходи на Wieland

Неговата концепция предвижда квантувано пространство-време, в което има фиксирани стъпки за движения и времеви прогресии. Единиците на Планк играят решаваща роля в това, особено мощността на Планк, която представлява изчислима горна граница за мощността във Вселената. Предишни съображения предполагат, че мощността може да стане безкрайно голяма, правейки частичните математически уравнения неразрешими. Въпреки това, изследването на Виланд показва, че има горна граница на мощността в квантувано пространство-време, по-специално мощността на Планк от 10^53 вата.

Ако теориите на Виланд са валидни, това може да означава, че силата на гравитационните вълни също може да бъде разделена на кванти. Освен това проектът Хайзенберг изучава как гравитацията влияе върху причинно-следствената структура на света.

Квантовата гравитация, която като теория има за цел да обедини квантовата механика с общата теория на относителността, е активно поле за изследване. Декларирана цел е единната теория да избягва формално безкрайните термини и по този начин да прави изчислими екстремни случаи като Големия взрив или черните дупки. В този контекст вече се разработват различни теории като теорията на струните и примковата квантова гравитация.[ Уикипедия ] Въпреки че гравитацията се счита за най-слабата от елементарните сили, тя има далечни ефекти във Вселената.

Напредъкът на Виланд може да бъде новаторски в разбирането на фундаменталните структури на Вселената, която все още е обвита в много мистерии. Подходът на квантовата гравитация може да хвърли нова светлина върху много физически въпроси. Физиците се надяват, че в бъдеще ще се появи последователна теория, която обединява всички известни сили и отключва тайните на космоса.