Fizikos revoliucija: naujas požiūris suvienodinti teorijas!

Fizikos revoliucija: naujas požiūris suvienodinti teorijas!

2025 m. kovo 8 d. buvo paskelbta, kad Erlangeno-Niurnbergo Friedricho-Aleksandro universiteto (FAU) fizikas daktaras Wolfgangas Wielandas gavo didelį Vokietijos tyrimų fondo finansavimą pagal Heisenbergo programą. Jo projekto tikslas – sukurti naują požiūrį į kvantinės ir reliatyvumo teorijos derinimą konkrečiose probleminėse srityse. Dabartinės išvados buvo paskelbtos žinomame žurnale „Classical and Quantum Gravity“ ir kelia didelį mokslo bendruomenės susidomėjimą.

Tyrėjai susiduria su esminiu iššūkiu: keturių pagrindinių visatos jėgų – gravitacijos, elektromagnetinės sąveikos, silpnosios sąveikos ir stiprios sąveikos – dar negalima paaiškinti vieninga teorija. Nors bendroji reliatyvumo teorija veikia kaip pagrindinis gravitacijos modelis, kvantinė teorija nagrinėja kitas tris pagrindines jėgas. Problema, kad šios dvi teorijos yra nesuderinamos, buvo žinoma nuo XX amžiaus ketvirtojo dešimtmečio, o tai pabrėžia sprendimo skubumą.

Vienijimosi poreikis

Bendroji reliatyvumo teorija naudojama didelių masių elgsenai apskaičiuoti, o kvantinė teorija aprašo mažiausias daleles. Norint suprasti tokius reiškinius kaip Didysis sprogimas ir juodosios skylės, reikalingas vieningas modelis. Juodosiose skylėse, kur pagal reliatyvumo teoriją medžiaga surenkama viename taške, tampa būtinas naujas gravitacijos supratimas.

Manoma, kad kvantinė gravitacija ekstremaliomis sąlygomis gali pakeisti priežastingumo ir laiko sąvokas. Kritiškoje juodųjų skylių aplinkoje sąvokos „prieš“ ir „po“ praranda prasmę. Dešimtmečius trukę tyrimai paskatino sukurti koncepcijas, kuriomis siekiama suvienodinti šias teorijas. Wielando požiūris apima idėją, kad erdvė ir laikas nėra tęstiniai, o susideda iš mažų dalių.

Wieland naujoviški metodai

Jo koncepcija numato kvantuotą erdvėlaikį, kuriame yra fiksuoti žingsniai judesiams ir laiko progresams. Planko vienetai čia vaidina lemiamą vaidmenį, ypač Plancko galia, kuri yra apskaičiuojama viršutinė visatos galios riba. Ankstesni svarstymai rodo, kad galia gali tapti be galo didelė, todėl dalinės matematinės lygtys tampa neišsprendžiamos. Tačiau Wielando tyrimai rodo, kad kvantuotame erdvėlaikyje yra viršutinė galios riba, konkrečiai Plancko galia yra 10^53 vatai.

Jei Wielando teorijos galioja, tai gali reikšti, kad gravitacinių bangų galią taip pat galima suskaidyti į kvantus. Be to, Heisenbergo projektas tiria, kaip gravitacija veikia priežastinę pasaulio struktūrą.

Kvantinė gravitacija, kurios teorija siekia sujungti kvantinę mechaniką su bendruoju reliatyvumu, yra aktyvi tyrimų sritis. Paskelbtas tikslas, kad vieninga teorija vengia formaliai begalinių terminų ir taip leidžia apskaičiuoti kraštutinius atvejus, tokius kaip Didysis sprogimas ar juodosios skylės. Šiame kontekste jau kuriamos įvairios teorijos, tokios kaip stygų teorija ir kilpos kvantinė gravitacija. Vikipedija ] Nors gravitacija laikoma silpniausia iš elementariųjų jėgų, ji turi platų poveikį visatoje.

Wielando pažanga gali būti novatoriška siekiant suprasti pagrindines visatos struktūras, kurias vis dar gaubia daugybė paslapčių. Kvantinės gravitacijos metodas gali suteikti naujos šviesos daugeliui fizinių klausimų. Fizikai tikisi, kad ateityje atsiras nuosekli teorija, kuri suvienys visas žinomas jėgas ir atrakins kosmoso paslaptis.