Пиксели пространства-времени: физики нашли путь к квантовой гравитации
NewsMakerКак объединить теорию относительности и квантовую механику? Теперь мы знаем.
Физики приблизились к разгадке одной из фундаментальных загадок современной науки - объединению теории относительности и квантовой механики. Исследователи из Университета Эрлангена-Нюрнберга предложили новый подход к пониманию гравитации на квантовом уровне, предполагающий дискретную природу пространства-времени.
В повседневной жизни несовместимость двух теорий не вызывает проблем: общая теория относительности прекрасно описывает поведение крупных космических объектов вроде планет и галактик, а квантовая механика объясняет взаимодействие элементарных частиц. Однако при изучении экстремальных явлений, таких как черные дыры, где гравитация настолько сильна, что вся материя сжимается в точку, ученым необходима единая теория, описывающая поведение гравитации на квантовом уровне.
Исследователи предложили рассматривать пространство и время не как непрерывные величины, а как состоящие из минимальных неделимых элементов - по аналогии с пикселями на экране. В такой модели движение объекта происходит не плавно, а дискретными скачками, а время течет маленькими квантовыми шагами. Масштаб этих элементов настолько мал, что в обычной жизни мы их не замечаем, но на фундаментальном уровне они определяют структуру Вселенной.
Важным следствием дискретности пространства-времени становится существование предельной мощности энергетических процессов. Если раньше считалось, что энергия теоретически может достигать бесконечно больших значений, то новая модель устанавливает верхний предел - планковскую мощность, равную примерно 10⁵³ ваттам. Наличие такого ограничения позволяет решить ряд математических проблем в уравнениях квантовой гравитации, которые раньше приводили к бесконечным значениям.
Попытки объединить квантовую механику и теорию относительности предпринимаются с 1930-х годов. Ранее ученые уже использовали уравнения Эйнштейна и понятие энтропии для описания гравитации и пространства-времени на квантовом уровне. Новое исследование впервые применяет концепцию планковской мощности как фундаментального ограничения для построения единой теории. Хотя пока все эти идеи остаются теоретическими построениями, они открывают путь к экспериментальной проверке квантовой природы гравитации и пространства-времени.
Физики приблизились к разгадке одной из фундаментальных загадок современной науки - объединению теории относительности и квантовой механики. Исследователи из Университета Эрлангена-Нюрнберга предложили новый подход к пониманию гравитации на квантовом уровне, предполагающий дискретную природу пространства-времени.
В повседневной жизни несовместимость двух теорий не вызывает проблем: общая теория относительности прекрасно описывает поведение крупных космических объектов вроде планет и галактик, а квантовая механика объясняет взаимодействие элементарных частиц. Однако при изучении экстремальных явлений, таких как черные дыры, где гравитация настолько сильна, что вся материя сжимается в точку, ученым необходима единая теория, описывающая поведение гравитации на квантовом уровне.
Исследователи предложили рассматривать пространство и время не как непрерывные величины, а как состоящие из минимальных неделимых элементов - по аналогии с пикселями на экране. В такой модели движение объекта происходит не плавно, а дискретными скачками, а время течет маленькими квантовыми шагами. Масштаб этих элементов настолько мал, что в обычной жизни мы их не замечаем, но на фундаментальном уровне они определяют структуру Вселенной.
Важным следствием дискретности пространства-времени становится существование предельной мощности энергетических процессов. Если раньше считалось, что энергия теоретически может достигать бесконечно больших значений, то новая модель устанавливает верхний предел - планковскую мощность, равную примерно 10⁵³ ваттам. Наличие такого ограничения позволяет решить ряд математических проблем в уравнениях квантовой гравитации, которые раньше приводили к бесконечным значениям.
Попытки объединить квантовую механику и теорию относительности предпринимаются с 1930-х годов. Ранее ученые уже использовали уравнения Эйнштейна и понятие энтропии для описания гравитации и пространства-времени на квантовом уровне. Новое исследование впервые применяет концепцию планковской мощности как фундаментального ограничения для построения единой теории. Хотя пока все эти идеи остаются теоретическими построениями, они открывают путь к экспериментальной проверке квантовой природы гравитации и пространства-времени.