Fysiikan vallankumous: uusi lähestymistapa teorioiden yhdistämiseen!

Fysiikan vallankumous: uusi lähestymistapa teorioiden yhdistämiseen!

8. maaliskuuta 2025 julkistettiin, että Friedrich-Alexanderin yliopiston Erlangen-Nürnbergin (FAU) fyysikko tri Wolfgang Wieland on saanut merkittävää rahoitusta Saksan tutkimussäätiöltä osana Heisenberg-ohjelmaa. Hänen projektinsa tavoitteena on kehittää uudenlainen lähestymistapa kvantti- ja suhteellisuusteorian yhdistämiseen tietyillä ongelma-alueilla. Nykyiset havainnot julkaistiin tunnetussa "Classical and Quantum Gravity" -lehdessä, ja ne herättävät suurta kiinnostusta tiedeyhteisössä.

Tutkijat kohtaavat perustavanlaatuisen haasteen: universumin neljää perusvoimaa – painovoimaa, sähkömagneettista vuorovaikutusta, heikkoa vuorovaikutusta ja vahvaa vuorovaikutusta – ei voida vielä selittää yhtenäisellä teorialla. Vaikka yleinen suhteellisuusteoria toimii painovoiman perusmallina, kvanttiteoria käsittelee kolmea muuta perusvoimaa. Ongelma näiden kahden teorian yhteensopimattomuudesta on ollut tiedossa 1930-luvulta lähtien, mikä korostaa ratkaisun kiireellisyyttä.

Yhdentymisen tarve

Yleistä suhteellisuusteoriaa käytetään suurten massojen käyttäytymisen laskemiseen, kun taas kvanttiteoria kuvaa pienimmät hiukkaset. Alkuräjähdyksen ja mustien aukkojen kaltaisten ilmiöiden ymmärtämiseen tarvitaan yhtenäinen malli. Mustissa aukoissa, joissa aine kerääntyy yhteen pisteeseen suhteellisuusteorian mukaan, uusi painovoiman ymmärtäminen on välttämätöntä.

Uskotaan, että kvanttigravitaatio voisi muuttaa kausaalisuuden ja ajan käsitteitä äärimmäisissä olosuhteissa. Mustien aukkojen kriittisessä ympäristössä termit "ennen" ja "jälkeen" menettävät merkityksensä. Vuosikymmenien tutkimus on johtanut sellaisten käsitteiden kehittämiseen, jotka pyrkivät yhdistämään nämä teoriat. Wielandin lähestymistapa omaksuu ajatuksen siitä, että tila ja aika eivät ole jatkuvia, vaan ne koostuvat pienistä osista.

Wielandin innovatiivisia lähestymistapoja

Hänen konseptinsa näkee kvantisoidun aika-avaruuden, jossa on kiinteät askeleet liikkeille ja ajan etenemiselle. Planckin yksiköillä on tässä ratkaiseva rooli, erityisesti Planckin teholla, joka edustaa universumin tehon laskettavissa olevaa ylärajaa. Aiemmat pohdinnat viittaavat siihen, että teho voi kasvaa äärettömän suureksi, mikä tekee osittaisista matemaattisista yhtälöistä ratkaisemattomia. Wielandin tutkimus osoittaa kuitenkin, että kvantisoidussa aika-avaruudessa on tehon yläraja, erityisesti Planckin teho 10^53 wattia.

Jos Wielandin teoriat pitävät paikkansa, se voi tarkoittaa, että gravitaatioaaltojen voima voidaan myös jakaa kvanteiksi. Lisäksi Heisenberg-projektissa tutkitaan painovoiman vaikutusta maailman kausaaliseen rakenteeseen.

Kvanttigravitaatio, joka teoriana pyrkii yhdistämään kvanttimekaniikan yleiseen suhteellisuusteoriaan, on aktiivinen tutkimusala. On julistettu päämäärä, että yhtenäinen teoria välttää muodollisesti äärettömiä termejä ja tekee siten ääritapauksista, kuten alkuräjähdyksen tai mustat aukot laskettavissa. Erilaisia ​​teorioita, kuten merkkijonoteoriaa ja silmukkakvanttigravitaatiota, kehitetään jo tässä yhteydessä. Wikipedia ] Vaikka painovoimaa pidetään heikoimpana alkeisvoimista, sillä on kauaskantoisia vaikutuksia universumissa.

Wielandin edistysaskeleet voivat olla uraauurtavia universumin perusrakenteiden ymmärtämisessä, joka on edelleen monien mysteereiden verhottu. Kvanttigravitaation lähestymistapa voi tuoda uutta valoa moniin fysikaalisiin kysymyksiin. Fyysikot toivovat, että tulevaisuudessa syntyy johdonmukainen teoria, joka yhdistää kaikki tunnetut voimat ja paljastaa kosmoksen salaisuudet.