Квантовая физика сдвинулась в направлении Немалого Взрыва

    Современная физика и не может обрисовать, что вышло во время Немалого Взрыва. И не говоря уж об фолиант, что существовало перед началом него. Квантовая теория и теория относительности и не умеют обрисовать, что происходило в этом нескончаемо плотном и нескончаемо жарком первичном состоянии Вселенной. Лишь всеобъятная теория квантовой гравитации, которая соединяет воединыжды два этих базовых основания физической теории, может дать подсказку, с чего же все началось.

    Ученые из Колледжа гравитационной физики Макса Планка создали значимое открытие в данной области. Согласно них теории, место состоит из крохотных «строительных блоков». Взяв это же за отправную точку, ученые пришли к единому из самых базовых космологических уравнений — уравнению Фридмана, которое определяет вселенную. Это же наводит на идея, что квантовая механика и теория относительности вправду умеют быть объединены.

    В течение практически века две огромнейших теории физики сосуществовали, однако вступали в противоречие: в то время как только общественная теория относительности Эйнштейна определяет гравитацию, а уж означает и мир в целом, квантовая физика определяет мир атомов и простых частиц. Обе теории хорошо ишачят в границах ими самими очерченных границ, однако ломаются в экстремальных пт, на максимально минимальных дистанциях (длина Планка). Место и время, выходит, и не имеют значения в темных прорехах и во время Немалого Взрыва сначала.

    Даниэль Орити из Колледжа Альберта Эйнштейна употребляет жидкость, дабы проиллюстрировать эту ситуацию:

    «Мы можем обрисовать поведение текущей жидкости старенькой испытанной теорией гидродинамики. Однако ежели мы будем сужаться перед началом атомарных объемов, она закончит ишачить. Нам пригодится квантовая физика», — подобно тамошнему, как только жидкость состоит из атомов, Орити полагает, что и место обязано быть возведено из крохотных атомов места, а уж новенькая теория, которая обязана обрисовать них — квантовая гравитация.

    И не изумительно — раньше мы писали, что термодинамика и не ишачит на квантовых масштабах.

    Непрерывное место разбивается на тривиальные ячейки

    Согласно эйнштейновской теории относительности, место воображает собой континуум. Орити разбивает это же место на ячейки и применяет принципы квантовой физики к ним, к месту и к теории относительности, описывающей его. Мысль унификации конкретно в этом.

    Базовая неполадка любых подходов к квантовой гравитации состоит в преодолении больших масштабов от атомов места перед началом измерений вселенной. Однако тут Орити и его коллеги Лоренцо Синдони и Стивен Жиден навели справку. Них подход заключается в эдак именуемой теории группового поля. Он плотно сплетен с петлевой квантовой гравитацией, теорией которой занимались ученые.

    Сейчас перед ними покоится задачка обрисовать место вселенной в простых ячейках. Однако как только гидродинамику текущей жидкости можно применить к теории атомов?

    Эта позарез непростая математическая задачка привела к нежданному успеху.

    «Исходя из особенных догадок, место состоит из архитектурных блоков и эволюционирует, как только расширяющаяся вселенная», — поясняет Орити. — «Впервые нам удалось вывести уравнение Фридмана конкретно из нашей тотальной теории структуры пространства».

    Это же базовое уравнение, описывающее расширяющуюся вселенную, существовало создано русскоязычным математиком Александром Фридманом в 1920-х годах на основе общей теории относительности. Ученые преуспели в сокращении разрыва меж микромиром и макромиром, а уж означает и меж квантмехом и ОТО: они продемонстрировали, что место появляется как только конденсат этих простых ячеек и эволюционирует во вселенную, которая очень похожа на нашу.

    Квантовая гравитация сумеет ответить на вопросцы относительно Немалого Взрыва

    Орити и его коллеги лицезреют себя сначала сложного, однако многообещающего пути. В текущее время них решение справедливо лишь для однородной Вселенной, однако наш настоящий мир является куда наиболее трудным. Он содержит неоднородности, этакие как только планетки, суперзвезды и галактики. Физики в текущее время ишачят над включением них в собственную теорию.

    И они нацелились на максимально суровые вещи. С одной стороны, они намерены обследовать вопросец способности описания места во время Немалого Взрыва. Пару лет обратно Мартин Боховальд нашел, что в рамках облегченной версии петлевой квантовой гравитации может быть проследить эволюцию места и времени назад перед началом Немалого Взрыва. Эту теорию взяли на вооружение Орити и коллеги ученого.

    Ежели все будет удачно, исследователи попробуют растолковать предполагаемое инфляционное расширение Вселенной сразу же опосля Немалого Взрыва, также природу загадочной черной энергии, которая принуждает Вселенную расширяться с вырастающей скоростью.

    Все ученые сходятся в одном: осознать эволюцию Вселенной станет по-настоящему вероятным лишь когда будет разработана теория квантовой гравитации. Однако ее отыскивают наиболее ста лет.