Границы реальности: возможен ли квантовый характер пространства и времени?
NewsMakerНовое исследование предполагает, что пространство движется скачками, а время не непрерывно.
Физики уже давно столкнулись с проблемой: квантовая механика и общая теория относительности несовместимы. Квантовая теория описывает микромир, тогда как относительность объясняет гравитацию и движение массивных объектов. Однако при попытке объединить их в рамках единой теории возникают противоречия. Новый подход, предложенный доктором Вольфгангом Виландом из Университета Эрлангена-Нюрнберга, может помочь преодолеть этот барьер. Его работа, опубликованная в журнале Classical and Quantum Gravity, предлагает новое понимание гравитации через квантовые принципы.
В классической физике существует четыре фундаментальные силы: гравитация, электромагнетизм, сильное и слабое взаимодействия. Первые три уже вписаны в квантовую теорию, но гравитация остается исключением. Это становится критически важным в экстремальных условиях, например, в черных дырах или в момент Большого взрыва. Согласно общей теории относительности, материя внутри черной дыры схлопывается в бесконечно малую точку. Однако в этом масштабе должны работать законы квантовой механики, которые не согласуются с предсказаниями относительности.
Одним из ключевых аспектов работы Виланда является переосмысление структуры пространства и времени. Он предполагает, что пространство-время не является непрерывным, а состоит из дискретных, квантованных единиц. Если это так, гравитация тоже может быть описана через квантовую теорию. В таком мире движение не было бы плавным: например, объект не мог бы переместиться на произвольное расстояние, а только на фиксированные шаги. Аналогично, время не текло бы непрерывно, а двигалось бы скачками, подобно секундной стрелке часов.
Важным элементом этой гипотезы является предел Планка — максимальная мощность, с которой энергия может передаваться во Вселенной. Согласно текущим физическим моделям, энергия может излучаться с бесконечно большой скоростью, что делает уравнения квантовой гравитации неразрешимыми. Виланд показал, что в квантованном пространстве существует верхний предел мощности — 10⁵³ ватт. Это аналог скорости света в теории относительности: фундаментальное ограничение, которое нельзя превысить.
Если этот подход окажется верным, он поможет описать гравитационные волны через дискретные кванты и даст ключ к объединению квантовой механики с гравитацией. В рамках проекта Гейзенберга Виланд продолжит исследовать влияние гравитации на причинно-следственные связи и структуру Вселенной.
Физики уже давно столкнулись с проблемой: квантовая механика и общая теория относительности несовместимы. Квантовая теория описывает микромир, тогда как относительность объясняет гравитацию и движение массивных объектов. Однако при попытке объединить их в рамках единой теории возникают противоречия. Новый подход, предложенный доктором Вольфгангом Виландом из Университета Эрлангена-Нюрнберга, может помочь преодолеть этот барьер. Его работа, опубликованная в журнале Classical and Quantum Gravity, предлагает новое понимание гравитации через квантовые принципы.
В классической физике существует четыре фундаментальные силы: гравитация, электромагнетизм, сильное и слабое взаимодействия. Первые три уже вписаны в квантовую теорию, но гравитация остается исключением. Это становится критически важным в экстремальных условиях, например, в черных дырах или в момент Большого взрыва. Согласно общей теории относительности, материя внутри черной дыры схлопывается в бесконечно малую точку. Однако в этом масштабе должны работать законы квантовой механики, которые не согласуются с предсказаниями относительности.
Одним из ключевых аспектов работы Виланда является переосмысление структуры пространства и времени. Он предполагает, что пространство-время не является непрерывным, а состоит из дискретных, квантованных единиц. Если это так, гравитация тоже может быть описана через квантовую теорию. В таком мире движение не было бы плавным: например, объект не мог бы переместиться на произвольное расстояние, а только на фиксированные шаги. Аналогично, время не текло бы непрерывно, а двигалось бы скачками, подобно секундной стрелке часов.
Важным элементом этой гипотезы является предел Планка — максимальная мощность, с которой энергия может передаваться во Вселенной. Согласно текущим физическим моделям, энергия может излучаться с бесконечно большой скоростью, что делает уравнения квантовой гравитации неразрешимыми. Виланд показал, что в квантованном пространстве существует верхний предел мощности — 10⁵³ ватт. Это аналог скорости света в теории относительности: фундаментальное ограничение, которое нельзя превысить.
Если этот подход окажется верным, он поможет описать гравитационные волны через дискретные кванты и даст ключ к объединению квантовой механики с гравитацией. В рамках проекта Гейзенберга Виланд продолжит исследовать влияние гравитации на причинно-следственные связи и структуру Вселенной.