Revolucija v fiziki: nov pristop k poenotenju teorij!

Revolucija v fiziki: nov pristop k poenotenju teorij!

8. marca 2025 je bilo objavljeno, da je dr. Wolfgang Wieland, fizik na Univerzi Friedrich-Alexander Erlangen-Nürnberg (FAU), prejel znatna sredstva nemške raziskovalne fundacije v okviru programa Heisenberg. Cilj njegovega projekta je razviti nov pristop k združevanju kvantne in relativnostne teorije na specifičnih problemskih področjih. Trenutne ugotovitve so bile objavljene v priznani reviji “Classical and Quantum Gravity” in vzbujajo veliko zanimanje znanstvene skupnosti.

Raziskovalci se soočajo s temeljnim izzivom: štirih temeljnih sil vesolja – gravitacije, elektromagnetne interakcije, šibke interakcije in močne interakcije – še ni mogoče razložiti z enotno teorijo. Medtem ko splošna relativnost deluje kot temeljni model za gravitacijo, se kvantna teorija ukvarja z drugimi tremi temeljnimi silami. Problem nezdružljivosti obeh teorij je znan že od tridesetih let prejšnjega stoletja, kar poudarja nujnost rešitve.

Potreba po združevanju

Splošna relativnost se uporablja za izračun obnašanja velikih mas, medtem ko kvantna teorija opisuje najmanjše delce. Za razumevanje pojavov, kot sta veliki pok in črne luknje, je potreben enoten model. V črnih luknjah, kjer je materija po relativnostni teoriji zbrana na eni točki, postane potrebno novo razumevanje gravitacije.

Menijo, da bi kvantna gravitacija lahko spremenila koncepte vzročnosti in časa v ekstremnih pogojih. V kritičnem okolju črnih lukenj izraza »prej« in »potem« izgubita pomen. Desetletja raziskav so privedla do razvoja konceptov, ki skušajo poenotiti te teorije. Wielandov pristop zajema idejo, da prostor in čas nista zvezna, ampak sestavljena iz majhnih delov.

Wielandovi inovativni pristopi

Njegov koncept predvideva kvantiziran prostor-čas, v katerem so določeni koraki za premike in časovne napredke. Pri tem imajo ključno vlogo Planckove enote, še posebej Planckova moč, ki predstavlja izračunljivo zgornjo mejo moči v vesolju. Prejšnja razmišljanja kažejo, da bi lahko moč postala neskončno velika, zaradi česar bi bile delne matematične enačbe nerešljive. Vendar pa Wielandova raziskava kaže, da obstaja zgornja meja moči v kvantiziranem prostor-času, natančneje Planckova moč 10^53 vatov.

Če so Wielandove teorije veljavne, bi to lahko pomenilo, da je moč gravitacijskih valov mogoče razčleniti tudi na kvante. Poleg tega projekt Heisenberg proučuje, kako gravitacija vpliva na vzročno strukturo sveta.

Kvantna gravitacija, katere cilj kot teorija je poenotiti kvantno mehaniko s splošno teorijo relativnosti, je aktivno področje raziskovanja. Razglašeni cilj je, da se enotna teorija izogne ​​formalno neskončnim členom in tako omogoči izračunljivost skrajnih primerov, kot so veliki pok ali črne luknje. V tem kontekstu se že razvijajo različne teorije, kot sta teorija strun in zankasta kvantna gravitacija.[ Wikipedia ] Medtem ko gravitacija velja za najšibkejšo izmed elementarnih sil, ima v vesolju daljnosežne učinke.

Wielandov napredek bi lahko bil prelomen pri razumevanju temeljnih struktur vesolja, ki je še vedno zavito v številne skrivnosti. Pristop kvantne gravitacije lahko osvetli mnoga fizikalna vprašanja. Fiziki upajo, da se bo v prihodnosti pojavila koherentna teorija, ki bo združila vse znane sile in odklenila skrivnosti vesolja.