Forradalom a fizikában: új megközelítés az elméletek egységesítésére!

Forradalom a fizikában: új megközelítés az elméletek egységesítésére!

2025. március 8-án bejelentették, hogy Dr. Wolfgang Wieland, az Erlangen-Nürnbergi Friedrich-Alexander Egyetem (FAU) fizikusa jelentős támogatást kapott a Német Kutatási Alapítványtól a Heisenberg program részeként. Projektjének célja, hogy újszerű megközelítést dolgozzon ki a kvantum- és relativitáselmélet konkrét problématerületeken történő kombinálására. A jelenlegi eredmények a neves „Classical and Quantum Gravity” folyóiratban jelentek meg, és nagy érdeklődést váltanak ki a tudományos közösségben.

A kutatók alapvető kihívással néznek szembe: az univerzum négy alapvető ereje – a gravitáció, az elektromágneses kölcsönhatás, a gyenge kölcsönhatás és az erős kölcsönhatás – még nem magyarázható egységes elmélettel. Míg az általános relativitáselmélet a gravitáció alapvető modellje, a kvantumelmélet a másik három alapvető erővel foglalkozik. A két elmélet összeegyeztethetetlenségének problémája az 1930-as évek óta ismert, ami rámutat a megoldás sürgősségére.

Az egyesülés szükségessége

Az általános relativitáselmélet a nagy tömegek viselkedésének kiszámítására szolgál, míg a kvantumelmélet a legkisebb részecskéket írja le. Egységes modellre van szükség az olyan jelenségek megértéséhez, mint az Ősrobbanás és a fekete lyukak. A fekete lyukakban, ahol az anyag a relativitáselmélet szerint egy ponton összegyűlik, a gravitáció új megértése válik szükségessé.

Úgy gondolják, hogy a kvantumgravitáció szélsőséges körülmények között megváltoztathatja az okság és az idő fogalmát. A fekete lyukak kritikus környezetében az „előtte” és „utána” kifejezések értelmüket vesztik. A több évtizedes kutatás olyan fogalmak kidolgozásához vezetett, amelyek ezen elméletek egységesítésére törekednek. Wieland megközelítése magában foglalja azt az elképzelést, hogy a tér és az idő nem folytonos, hanem kis részekből tevődik össze.

Wieland innovatív megközelítései

Koncepciója egy kvantált téridőt képzel el, amelyben rögzített lépések vannak a mozgásokhoz és az időbeli haladáshoz. Ebben döntő szerepet játszanak a Planck-egységek, különösen a Planck-erő, amely az univerzum erejének kiszámítható felső határát jelenti. A korábbi megfontolások azt sugallják, hogy a hatvány végtelenül nagyra nőhet, ami megoldhatatlanná teheti a parciális matematikai egyenleteket. Wieland kutatásai azonban azt mutatják, hogy a kvantált téridőben van egy felső korlát a teljesítménynek, konkrétan a Planck-teljesítmény 10^53 watt.

Ha Wieland elméletei érvényesek, az azt jelentheti, hogy a gravitációs hullámok ereje kvantumokra is bontható. Ezenkívül a Heisenberg-projekt azt vizsgálja, hogy a gravitáció hogyan befolyásolja a világ kauzális szerkezetét.

A kvantumgravitáció, amely elméletként a kvantummechanikát és az általános relativitáselméletet kívánja egyesíteni, aktív kutatási terület. Kinyilvánított cél, hogy az egységes elmélet elkerüli a formálisan végtelen kifejezéseket, és így kiszámíthatóvá teszi az olyan szélsőséges eseteket, mint az ősrobbanás vagy a fekete lyukak. Különböző elméletek, mint például a húrelmélet és a hurokkvantumgravitáció, már dolgoznak ebben az összefüggésben. Wikipédia ] Míg a gravitációt a leggyengébb elemi erőnek tartják, messzemenő hatásai vannak az univerzumban.

Wieland előrelépései átütőek lehetnek az univerzum alapvető struktúráinak megértésében, amelyet még mindig sok rejtély övez. A kvantumgravitációs megközelítés számos fizikai kérdésben új megvilágításba helyezhet. A fizikusok azt remélik, hogy a jövőben egy koherens elmélet születik, amely egyesíti az összes ismert erőt, és feltárja a kozmosz titkait.