Revolūcija fizikā: jauna pieeja teoriju apvienošanai!

Revolūcija fizikā: jauna pieeja teoriju apvienošanai!

2025. gada 8. martā tika paziņots, ka Dr. Volfgangs Vīlands, Frīdriha-Aleksandra universitātes Erlangenas-Nirnbergas (FAU) fiziķis Heizenbergas programmas ietvaros ir saņēmis ievērojamu finansējumu no Vācijas Pētniecības fonda. Viņa projekta mērķis ir izstrādāt jaunu pieeju kvantu un relativitātes teorijas apvienošanai konkrētās problēmu jomās. Pašreizējie atklājumi tika publicēti slavenajā žurnālā “Classical and Quantum Gravity”, un tie rada lielu interesi zinātnieku aprindās.

Pētnieki saskaras ar fundamentālu izaicinājumu: četrus Visuma pamatspēkus – gravitāciju, elektromagnētisko mijiedarbību, vājo mijiedarbību un spēcīgu mijiedarbību – vēl nevar izskaidrot ar vienotu teoriju. Lai gan vispārējā relativitāte darbojas kā gravitācijas pamatmodelis, kvantu teorija nodarbojas ar pārējiem trim pamatspēkiem. Problēma, ka abas teorijas nav savienojamas, ir zināma kopš 1930. gadiem, kas uzsver risinājuma steidzamību.

Nepieciešamība pēc apvienošanās

Vispārējā relativitāte tiek izmantota, lai aprēķinātu lielu masu uzvedību, savukārt kvantu teorija apraksta mazākās daļiņas. Ir nepieciešams vienots modelis, lai izprastu tādas parādības kā Lielais sprādziens un melnie caurumi. Melnajos caurumos, kur saskaņā ar relativitātes teoriju viela tiek savākta vienā punktā, ir nepieciešama jauna gravitācijas izpratne.

Tiek uzskatīts, ka kvantu gravitācija ekstremālos apstākļos varētu mainīt cēloņsakarības un laika jēdzienus. Kritiskajā melno caurumu vidē jēdzieni “pirms” un “pēc” zaudē nozīmi. Desmitiem gadu ilgo pētījumu rezultātā ir izstrādāti jēdzieni, kas cenšas apvienot šīs teorijas. Vīlanda pieeja ietver ideju, ka telpa un laiks nav nepārtraukti, bet sastāv no mazām daļām.

Vīlanda novatoriskās pieejas

Viņa koncepcija paredz kvantizētu telpu-laiku, kurā ir fiksēti soļi kustībām un laika progresēšanai. Planka vienībām ir izšķiroša nozīme šajā jomā, jo īpaši Planka jaudai, kas ir aprēķināms Visuma jaudas augšējais ierobežojums. Iepriekšējie apsvērumi liecina, ka jauda var kļūt bezgalīgi liela, padarot daļējus matemātiskos vienādojumus neatrisināmus. Tomēr Vīlanda pētījumi liecina, ka kvantētā telpas laikā pastāv jaudas augšējā robeža, īpaši Planka jauda 10^53 vati.

Ja Vīlanda teorijas ir derīgas, tas varētu nozīmēt, ka gravitācijas viļņu spēku var sadalīt arī kvantos. Turklāt Heizenberga projekts pēta, kā gravitācija ietekmē pasaules cēloņsakarību.

Kvantu gravitācija, kuras kā teorijas mērķis ir apvienot kvantu mehāniku ar vispārējo relativitāti, ir aktīvs pētniecības lauks. Tas ir deklarēts mērķis, ka vienota teorija izvairās no formāli bezgalīgiem terminiem un tādējādi padara ekstrēmus gadījumus, piemēram, Lielo sprādzienu vai melnos caurumus, aprēķināmus. Šajā kontekstā jau tiek izstrādātas dažādas teorijas, piemēram, stīgu teorija un cilpas kvantu gravitācija. Wikipedia ] Lai gan gravitācija tiek uzskatīta par vājāko no elementārajiem spēkiem, tai ir tālejoša ietekme Visumā.

Vīlanda sasniegumi varētu būt revolucionāri, lai izprastu Visuma pamatstruktūras, kuras joprojām ir apvītas ar daudziem noslēpumiem. Kvantu gravitācijas pieeja var radīt jaunu gaismu daudziem fiziskiem jautājumiem. Fiziķi cer, ka nākotnē radīsies sakarīga teorija, kas apvienos visus zināmos spēkus un atklās kosmosa noslēpumus.