Сможем ли мы сплотить квантовую механику с общей теорией относительности?

    В большинстве случаев вопросцы, кои задают в течение денька, поставлены достаточно непосредственно. Вы обедали? Который час? Слышали новейшую песню Джастина Бибера? Однако когда мы начинаем думать об куда наиболее нешуточных вопросцах — к примеру, умеют ли быть объединены квантовая механика и общественная теория относительность — наша самоуверенность ниспадает. Что выполняет квантмех с планетками? Исключительно в ОТО энергия эквивалентна толпе, умноженной на квадрат скорости света? Погодите, толпе либо движению? Либо минутки. Это же минутки, разве нет?

    Сможем ли мы сплотить квантовую механику с общей теорией относительности?

    И не переживайте. Хотя на этот вопросец позарез мудрено ответить, сам вопросец элементарен, как только поиск смысла в попсовой песне. До того как мы начнем предпринимать неразрешимую вселенную, давайте разберем ингридиенты.

    Для начала возьмем квантовую механику. С нее ладно начать, так как она изучает нечто позарез немногое — вещество и излучение на атомных и субатомных уровнях. Когда ученые начали осознавать атомы, предстало известно, что древняя физика нуждается в поправках. Так как когда ученые смотрели на атомы, они вели себя и не эдак, как только вселенная. Например, электроны и не крутятся вокруг ядра подобно планетке, вращающейся вокруг солнца — если б это же существовало эдак, они бы уже рухнули на ядро.

    Предстало явно, что традиционная физика и не ишачит на атомных масштабах. Квантовая механика появилась от целесообразности осознать, посему мизерные явления случаются и не эдак, как только заглавные в науке. В итоге сего мы узнали, что фотон может выступать в качестве крупицы (которая несет толпу и энергию) и волны (которая несет лишь энергию). Это же предстало прорывом. Фотон возможно в двух формах сразу. А уж это же означает, что самые мизерные части Вселенной ведут себя непредсказуемо.

    Все относительно

    Сейчас мы осознаем, что квантовая механика значительно взорвала наше осознание вселенной (в особенности на маленьких масштабах). Крупицы, например, умеют быть волнами. Ко всеобщему наслаждению возник и принцип неопределенности квантовой механики, который дает подсказку, что мы и не можем аристократию сразу местоположение крупицы и скорость ее движения.

    Эйнштейну это же позарез и не понравилось. Сама мысль тамошнего, что мы и не можем обусловить, где частичка либо что она выполняет, обязана быть максимально тревожной для физика, который пробует обусловить, как только ишачит вселенная — что и выполнял Эйнштейн, работая над общей теорией относительности.

    И снова: и не переживайте. У общей теории относительности существовало две большенных идеи: одна об пространстве и времени, иная об гравитации. Как только мы лицезреем, место и время присутствуют в фоновом режиме. Они фиксированы. Они есть хронологически (и частично цельны). В общей теории относительности место и время воображают собой одно целое, эдак называемое пространство-время. Однако ежели пространство-время и возможно наибольшим и единым, оно и не присутствует в фоновом режиме. В теории общей относительности на пространство-время может оказывать влияние материя. Это же значит, что вы и существующая материя меняете место и время.

    Ну да, и не вконец. На деле, лишь заглавные вещи производят пространство-временные искривления. Солнце, к примеру. Что это же значит? Наименьшие планетки «падают» на Солнце. И это же приводит нас к гравитации. По правде, общественная теория относительности значит не совсем только то, что Эйнштейн похлопал Ньютона по спине и произнес «да, сэр, гравитация это же круто!». Наоборот, Эйнштейн отдал нам причину для гравитации — искривление пространства-времени, которое вызывает гравитацию и принуждает вселенную быть этакий, какая она существуют.

    В чем все-таки неполадка? Эйнштейн проявил нам сногсшибательную картинку работы вселенной, квантовая механика продемонстрировала нам, как только ишачят крупицы на атомном и субатомном уровне. К огорчению, одно и не поясняет альтернативное. Означает, обязана быть объемная теория, которая соединит воединыжды их… либо нет.

    Состоит ли наш мир из струн?

    Мы и не можем осознать, как только квантовая механика и общественная теория относительности умеют соединиться, ежели они гораздо и не создали сего до сего времени. Так как ежели одна из сторон права, иная и не будет ишачить как только надо.

    Эйнштейн произнес, что пространство-время гладко и умеренно, и лишь заглавные вещи умеют искажать его. Квантовая механика разговаривает, что мелкие крупицы вселенной всегда и непредсказуемо флуктуируют и изменяются.

    Ежели квантовая механика верна и все присутствует в константном движении, гравитация и не будет ишачить эдак, как только предвещал Эйнштейн. Пространство-время будет присутствовать в константном противоречии со всем вокруг и будет яизвестия себя подходящим образом. За исключением тамошнего, квантовая механика разговаривает, что вы и не сумеете установить порядок с тотальной уверенностью. Вы будете предвещать вероятности.

    С альтернативный стороны, ежели ОТО верна, материя и не флуктуирует эдак дико и всегда. Рано или поздно у вас будет вероятность аристократию, где присутствует материя и куда движется. Однако это же противоречит квантовой механике.

    Однако и не переживайте, ученые и физики все гораздо пробуют определить метод примирить два враждующих лагеря. Одним из лидеров является теория струн, в какой говорится, что заместо крупицы орудует точка, на деле являющаяся струной. Это же значит, что она может нервничать и двигаться, и скручиваться и почти все альтернативное. А также она может транслировать гравитацию на квантовом уровне. Это же предлагает вероятность нащупать ходы для сплочения квантмеха с ОТО. Однако имейте в образу, что теория струн ни разу и не существовала доказана ни одним тестов — и не мало дебатов разворачивается на тематику, может ли она в принципе подтвердиться.

    Ежели этакий монументальный опыт и будет, то, вероятнее всего, на ускорителе частиц. Там умеют быть обнаружены суперпартнеры. Суперпартнеры — это часть теории струн, которая разговаривает об фолиант, что у каждой крупицы существуют суперсимметричная частица-партнер, которая нестабильна и владеет иным спином (например, электрон и селектрон либо гравитон и гравитино). К счастью для нас, в 2010 году мы отыскали доказательства тамошнего, что бытует бозон Хиггса, а уж он ишачит в пользу теории струн.

    Спин а также может посодействовать нам в опытах с квантовой запутанностью. В маленьких масштабах она ишачит на ура, однако ученые максимально намерены выслыть фотоны в космос и назад, дабы измерить, как только это же ишачит на огромном расстоянии.

    Мы а также можем взять темные прорехи и с помощью их сделать «теорию всего». В темной прорехе хранятся как только большие вещи (суперзвезды), эдак и маленькие (крупицы с квантово-механическим разъяснением). Ежели мы сможем обусловить, что происходит, когда крупное становится миниатюрным, мы ординарно примирим квантовую механику и общую теорию относительности.