Ένας νέος τρόπος εξήγησης της βαρύτητας μπορεί να μας φέρει πιο κοντά στην επίλυση των μέχρι πρότινος άλυτων διαφορών που έχει με την κβαντομηχανική. Αυτό είναι ένα βήμα πιο κοντά στη «Θεωρία των Πάντων». που είναι και το Άγιο Δισκοπότηρο της φυσικής!
Οι φυσικοί Mikko Partanen και Jukka Tulkki στο Πανεπιστήμιο Aalto στη Φινλανδία, επινόησαν ένα νέο τρόπο σκέψης για τη βαρύτητα, που φαίνεται μάλιστα να είναι συμβατός με το Καθιερωμένο Μοντέλο της σωματιδιακής φυσικής, της θεωρίας που περιγράφεις τις άλλες τρεις θεμελιώδεις δυνάμεις στο Σύμπαν. αυτές είναι η ισχυρή και η ασθενής πυρηνική δύναμη και η ηλεκτρομαγνητική.
Ο τρόπος των Φινλανδών δεν είναι ακόμα μια θεωρία της κβαντικής βαρύτητας, όμως μπορεί να μας βοηθήσει να φτάσουμε εκεί.
«Αν αυτό αποδειχθεί ότι οδηγεί σε μια πλήρη κβαντική θεωρία πεδίου βαρύτητας, τότε τελικά θα δώσει απαντήσεις στα πολύ δύσκολα προβλήματα της κατανόησης των μοναδικοτήτων στις μαύρες τρύπες και της Μεγάλης Έκρηξης », λέει ο Partanen.
«Μια θεωρία που περιγράφει με συνοχή όλες τις θεμελιώδεις δυνάμεις της φύσης συχνά ονομάζεται Θεωρία των Πάντων. Ορισμένα θεμελιώδη ερωτήματα της φυσικής παραμένουν αναπάντητα. Για παράδειγμα, οι τρέχουσες θεωρίες δεν εξηγούν ακόμη γιατί υπάρχει περισσότερη ύλη από ό,τι αντιύλη στο παρατηρήσιμων Σύμπαν».
Η βαρύτητα είναι το μεγαλύτερο αγκάθι στη Θεωρία των Πάντως, για την εξήγηση της συμπεριφοράς του Σύμπαντος. Είναι η τέταρτη και ποιο αδύναμη θεμελιώδης δύναμη, όμως δεν ταιριάζει με τις άλλες τρεις. Η κβαντική θεωρία περιγράφει πως συμπεριφέρεται το Σύμπαν σε πολύ μικρή κλίμακα, στην ατομική και υποατομική. Όμως η κβαντική θεωρία δεν λειτουργεί με το μεγάλης κλίμακας Σύμπαν, όπου η βαρύτητα υπερισχύει.
Η κλασσική φυσική και η γενική σχετικότητα έχουν καταφέρει να περιγράψουν καλά τη βαρύτητα, όμως όχι τα κβάντα. Μέχρι στιγμής οι δύο θεωρίες έχουν αποδειχθεί άλυτες σε όλες τις κλίμακες. Όμως και οι δύο θεωρίες συναντώνται στο Σύμπαν, επομένως οι επιστήμονες πιστεύουν πως πρέπει να υπάρχει κάποιος τρόπος ενοποίησής τους, που θα μπορεί να εξηγήσει τα πάντα.
Πρόκειται για ένα τεράστιο πρόβλημα, που πιθανότατα δε μπορεί να λυθεί μονομιάς, αλλά σε διάφορα βήματα. Το βήμα που έκαναν οι Partanen και Tulkki, είναι να περιγράψουν τη βαρύτητα στο πλαίσιο ενός μετρητή, μιας έννοιας της κβαντικής θεωρίας πεδίου στην οποία περιγράφεται η συμπεριφορά των σωματιδίων σε ένα συγκεκριμένο πεδίο.
Ένα ηλεκτρομαγνητικού πεδίου είναι ένα παράδειγμα μετρητή. Το ίδιο ισχύει και για ένα βαρυτικό πεδίο.
«Το πιο γνωστό πεδίο μέτρησης είναι το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. Όταν ηλεκτρικά φορτισμένα σωματίδια αλληλοεπιδρούν μεταξύ τους, αλληλοεπιδρούν μέσω του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου, το οποίο είναι το σχετικό πεδίο μέτρησης», εξηγεί ο Tulkki.
«Έτσι, όταν έχουμε σωματίδια που έχουν ενέργεια, οι αλληλεπιδράσεις που έχουν, απλώς και μόνο επειδή έχουν ενέργεια, θα συν έβαιναν μέσω του βαρυτικού πεδίου».
Το Καθιερωμένο Πρότυπο είναι μια θεωρία που περιγράφει ισχυρές, ασθενείς και ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις και παρουσιάζει συγκεκριμένες συμμετρίες. Για να φέρουν τη θεωρία βαρύτητας πιο κοντά στο Καθιερωμένο Πρότυπο, οι Partanen και Tulkki προσπάθησαν να εφαρμόσουν αυτές τις συμμετρίες σε μια θεωρία βαθμίδας της βαρύτητας.
Τα δημοσιευμένα αποτελέσματά τους φαίνονται πολλά υποσχόμενα.
«Η θεωρία μας φέρνει τη θεωρία βαθμίδας της βαρύτητας πιο κοντά στις θεωρίες βαθμίδας του Καθιερωμένου Μοντέλου σε σύγκριση με τις συμβατικές θεωρίες βαθμίδας της βαρύτητας», γράφουν στην εργασία τους.
AI αναγνωρίζει τον συγγραφέα απανθρακωμένου πάπουρου από τον Βεζούβιο, από 2.000 χρόνια πριν
Όπως είπαμε και στην αρχή, η μελέτη των δύο Φιλανδών απέχει πολύ από μια θεωρία κβαντικής βαρύτητας. Όμως, αντιπροσωπεύει έναν σημαντικό δρόμο που μπορεί οδηγήσει στη λύση αυτού του μεγάλου προβλήματος στη φυσική.
Για αυτό οι Paranen και Tulkki, καλούν την επιστημονική κοινότητα να συμμετάσχει στη μελέτη τους. Η μελέτη φτάνει σε ένα συγκεκριμένο σημείο και η θεωρία φαίνεται να λειτουργεί καλά εντός αυτού του ορίου. Όμως, θα απαιτήσει πολύ περισσότερη φυσική και δοκιμές για να προχωρήσει.
«Η πλήρης κατανόηση των επιπτώσεων της ενοποιημένης βαρύτητας στις θεωρίες πεδίου», γράφουν οι ερευνητές, «θα επιτευχθεί μόνο μετά από εκτεταμένη περαιτέρω εργασία».
Η εργασία έχει δημοσιευτεί στο Reports on Progress in Physics.
Ακολουθήστε το Techmaniacs.gr στο Google News για να διαβάζετε πρώτοι όλα τα τεχνολογικά νέα. Ένας ακόμα τρόπος να μαθαίνετε τα πάντα πρώτοι είναι να προσθέσετε το Techmaniacs.gr στον RSS feeder σας χρησιμοποιώντας τον σύνδεσμο: https://techmaniacs.gr/feed/.
