Физики предложили способ отличить квантовую гравитацию от обычной
Новый подход помогает понять, какие будущие эксперименты действительно смогут указать на квантовую природу гравитации, а какие можно объяснить без нее.
Источник: Новости науки.
МОСКВА, 3 июля /Новости науки/. Физики разработали теоретическую схему, которая помогает искать настоящие признаки квантовой гравитации, статью с выводами они опубликовали в журнале npj Quantum Information.
Работа важна потому, что ученые давно пытаются объединить две главные теории современной физики — квантовую механику и общую теорию относительности. Первая описывает микромир, где частицы могут находиться сразу в нескольких состояниях, вторая объясняет гравитацию как искривление пространства-времени. Но до сих пор неясно, как именно должна выглядеть гравитация, если она тоже подчиняется квантовым законам.
Авторы назвали новый подход «относительностью суперпозиций пространства-времени». Суть идеи в том, что ситуация, которая выглядит как квантовая суперпозиция гравитационного поля или самого пространства-времени, в ряде случаев может быть описана иначе: как движение квантовой частицы в обычном, неквантовом гравитационном поле. Поэтому не каждый необычный результат эксперимента автоматически будет доказательством квантовой гравитации.
Исследователи подчеркивают, что их работа не опровергает идею квантовой гравитации. Напротив, она помогает точнее понять, какие наблюдения действительно потребуют квантового описания гравитации, а какие могут возникать из уже известных физических эффектов. Это должно упростить проектирование будущих экспериментов, в которых ученые будут искать следы единой теории природы.
Квантовая гравитация — одна из главных нерешенных проблем фундаментальной физики. Она должна объяснить, как совместить квантовую механику с теорией Эйнштейна, описывающей звезды, черные дыры, гравитационные волны и расширение Вселенной.
Работа важна потому, что ученые давно пытаются объединить две главные теории современной физики — квантовую механику и общую теорию относительности. Первая описывает микромир, где частицы могут находиться сразу в нескольких состояниях, вторая объясняет гравитацию как искривление пространства-времени. Но до сих пор неясно, как именно должна выглядеть гравитация, если она тоже подчиняется квантовым законам.
Авторы назвали новый подход «относительностью суперпозиций пространства-времени». Суть идеи в том, что ситуация, которая выглядит как квантовая суперпозиция гравитационного поля или самого пространства-времени, в ряде случаев может быть описана иначе: как движение квантовой частицы в обычном, неквантовом гравитационном поле. Поэтому не каждый необычный результат эксперимента автоматически будет доказательством квантовой гравитации.
Исследователи подчеркивают, что их работа не опровергает идею квантовой гравитации. Напротив, она помогает точнее понять, какие наблюдения действительно потребуют квантового описания гравитации, а какие могут возникать из уже известных физических эффектов. Это должно упростить проектирование будущих экспериментов, в которых ученые будут искать следы единой теории природы.
Квантовая гравитация — одна из главных нерешенных проблем фундаментальной физики. Она должна объяснить, как совместить квантовую механику с теорией Эйнштейна, описывающей звезды, черные дыры, гравитационные волны и расширение Вселенной.
