Гравитацию умеют производить странноватые вспышки в квантовом мире

    Как только примирить два столпа современной физики: квантовую теорию и гравитацию? Один либо оба обязаны уступить и сдаться. Новейший подход разговаривает, что гравитация может вытекать из произвольных флуктуаций на квантовом уровне, что выполняет квантовую механику фундаментальнее из этих двух теорий. Два наших главных разъяснения действительности говорят, что квантовая теория руководит взаимодействиями меньших частиц материи. Общественная теория относительности же касается гравитации и огромнейших структур во Вселенной. С того времени, как только Эйнштейн сделал собственную небезизвестную теорию, физики пробовали преодолеть разрыв меж ними, однако неудачно.

    Частью трудности является познание тамошнего, какие нитки каждой теории имеют базовое значение для нашего осознания действительности.

    Один из подходов к согласованию гравитации с квантовой механикой заключался в фолиант, дабы отобразить, что гравитация на самом базовом уровне уходит в неразделимые куски – кванты, подобно тамошнему как только электрические силы вытекают из квантов под заглавием фотоны. Однако этот путь к теории квантовой гравитации оказался непролазным.

    И вот Антуан Тиллой из Колледжа квантовой оптики Макса Планка в Гархинге, Германия, попробовал добраться перед началом гравитации, изменяя обычную квантовую механику.

    В квантовой теории состояние крупицы описывается ее волновой функцией. Волновая опция дозволяет высчитать, к примеру, возможность нахождения крупицы в фолиант либо ином месте при измерении. Перед началом измерения непонятно, бытует ли частичка, и ежели да, то где. Действительность, судя по всему, образовывается актом наблюдения, который «разрушает» волновую процедуру.

    Однако квантовая механика и не измеряет, что этакое это же измерение либо наблюдение. К примеру, востребован ли в этаком случае сознательный агент – человек? Неполадка измерения приводит к феноменам вроде кота Шредингера, в каком кот возможно сразу и живой, и мертв в коробке передач, пока что кто-либо и не откроет коробочку не заглянет в нее.

    Одним из решений этаких парадоксов является эдак именуемая фотомодель GRW, которая существовала разработана в финале 1980-х годов. Она включает «вспышки», кои являются произвольными спонтанными коллапсами волновой опции квантовых систем. Итог вточности такой же, как только если б проводились измерения, однако без явного наблюдающего.

    Тиллой видоизменили эту фотомодель, дабы отобразить, как только она может привести к теории гравитации. В данной фотомодели, когда вспышка разрушает волновую процедуру и принуждает частичку оказываться в одном месте, она образовывает гравитационное поле в этот момент в пространстве-времени. Громоздкая квантовая система с наибольшим числом частиц показывает огромное количество вспышек, а уж наряду с тем самым и флуктуации гравитационного поля.

    Оказывается, что в посредственном от этих флуктуаций можно существовало бы ждать гравитационного поля, вытекающего из теории гравитации Ньютона (подробнее об работе – arxiv.org/абс/1709.03809). Этот подход к сплочению гравитации с квантовой механикой именуется полуклассическим: гравитация вытекает из квантовых действий, однако останется традиционной силой. «Нет никаких обстоятельств игнорировать этот полуклассический подход, в каком гравитация останется традиционной на базовом уровне», разговаривает Тиллой.

    «В принципе, лично мне нравится эта идея», разговаривает Клаус Хорнбергер из Вуза Дуйсбург-Эссен в Германии. Однако он помечает а также, что надо решить альтернативные трудности перед началом тамошнего, как только этот подход станет нешуточным претендентом на сплочение любых базовых сил, лежащих в базе законов физики, в большенных и минимальных масштабах. К примеру, фотомодель Тиллоя возможно применена для получения гравитации, описываемой теорией Ньютона, однако математикам гораздо предстоит обусловить, будет ли она отлично обрисовывать гравитацию в рамках общей теории относительности Эйнштейна.

    Все же его фотомодель выполняет прогнозы, кои можно проверить. К примеру, она предсказывает, что гравитация будет яизвестия себя по-разному в масштабах атома и на больших масштабах. Ежели тесты отобразят, что фотомодель Тиллоя соответствует действительности, а уж гравитация вправду вытекает из коллапсирующих квантовых флуктуаций, это же станет немаловажным указанием на то, что теория всего будет включать полуклассическую гравитацию.