Новая теория способна объяснить все физические явления любого масштаба во Вселенной

Физики впервые создали математическую структуру, которая доказывает, что общая теория относительности Эйнштейна согласуется с квантовой физикой. Опубликованная в журнале Astroparticle Physics, эта новая теория способна бросить вызов давним предположениям в физике и изменить наше понимание Вселенной.

Общая теория относительности Эйнштейна объясняет, как работает гравитация. В ней говорится, что массивные объекты искривляют ткань пространства и времени вокруг себя. И чем массивнее объект, тем сильнее ощущается его гравитационное влияние. По сути, теория относительности описывает, как работает Вселенная в больших масштабах.

Квантовая физика — это изучение поведения мельчайших фундаментальных частиц, из которых состоит Вселенная. В частности, квантовая физика изучает, как частицы могут существовать в нескольких состояниях или местах одновременно до того, как ученые их измерят. Такое странное поведение наблюдается только у частиц, но не у крупных объектов.

Для того чтобы полностью описать всю природу Вселенной, необходимо объединить общую теорию относительности Эйнштейна и квантовую физику. Но эти две теории по-разному описывают Вселенную, поэтому пока не удалось создать так называемую теорию всего.

Попытки примирить эти две теории дают противоречивые результаты, что затрудняет их объединение в единую структуру, которая описывала бы как крупномасштабный космос, так и крошечный квантовый мир.

Например, общая относительность и квантовая физика не работают вместе, когда речь идет об описании черных дыр. Теория Эйнштейна утверждает, что ядро черной дыры бесконечно плотное, в то время как квантовая физика предполагает, что такой бесконечности не может существовать.

Ведущие теории в физике должны быть объединены, чтобы Вселенная могла быть описана одновременно на всех масштабах. Это важно, потому что многие объекты или явления, такие как черные дыры или Большой взрыв, вероятно, являются результатом условий, в которых сыграли роль и квантовая физика, и общая теория относительности. Без объединения этих двух теорий невозможно полностью понять фундаментальные основы, например, квантовой гравитации.

Чтобы примирить две непримиримые теории, физики создали математическую основу, которая, по их словам, переопределяет массу и заряд фундаментальных частиц, называемых лептонами, в терминах взаимодействий между энергией поля и кривизной пространства-времени.

Физики утверждают, что им удалось доказать, что уравнение поля Эйнштейна из общей теории относительности на самом деле является релятивистским квантово-механическим уравнением.

Авторы исследования отмечают, что созданное ими уравнение ковариантно в пространстве-времени и инвариантно относительно любого планковского масштаба. Таким образом, константы Вселенной можно свести всего к двум величинам: планковской длине и планковскому времени.

Таким образом, теория физиков может объяснить все физические явления в любом масштабе Вселенной. Ученые утверждают, что их теория способна изменить представление о Вселенной.

Появление этой математической структуры открывает новые горизонты для научного исследования. Она может стать основой для дальнейших разработок в области квантовой гравитации, что, в свою очередь, позволит глубже понять такие экзотические объекты, как черные дыры и сингулярности. Ученые считают, что эта теория может не только объединить имеющиеся две ветви физики, но и предсказать новые явления, которые до сих пор оставались вне поля зрения исследователей.

Кроме того, усовершенствованная математическая формулировка может иметь практическое применение в развитии технологий, связанных с квантовыми вычислениями и энергией. Понимание взаимосвязей между масштабами даст возможность не только расширить наши знания о Вселенной, но и разработать новые методы для манипуляции физическими системами на квантовом уровне.

Эта работа подчеркивает важность междисциплинарных подходов в науке. Интеграция как классической, так и квантовой физики открывает путь к созданию единого научного языка, который может вполне возможно решить давние загадки о природе реальности, приближая человечество к пониманию самых глубинных тайн Вселенной.