Веками ученые пытаются объединить две фундаментальные теории — общую теорию относительности Эйнштейна, которая описывает гравитацию и космические масштабы, и квантовую механику, управляющую миром частиц. Но их несовместимость остается одной из нерешенных проблем современной физики. Прорыв может произойти благодаря новой концепции квантовой гравитации, которая возникает из энтропии — хаоса в системе. Эта идея не только приближает нас к «Теории всего», но и предлагает решение тайн темной материи и темной энергии, составляющих 95% Вселенной. Исследование опубликовано в журнале Physical Review D.
Почему гравитация не «дружит» с квантовым миром?
С 1915 года общая теория относительности остается самым точным описанием гравитации: массивные объекты искривляют пространство-время, создавая силу притяжения. Однако в микромире, где господствует квантовая механика, эта теория теряет силу. Попытки объединить их наталкиваются на отсутствие теории квантовой гравитации, которая бы объяснила, как гравитация работает на уровне частиц.
Дополнительно усложняет ситуацию «темная Вселенная». Темная материя (27% космоса) и темная энергия (68%), не только невидимы и неизучены, но и не подчиняются физическим законам, описанным Эйнштейном. Обычная материя, которую мы видим, — лишь 5% Вселенной.
Энтропия как ключ к квантовой гравитации
Исследование Джинестры Бьянкони, профессора из Лондонского университета, предлагает радикальный подход. Она предполагает, что квантовая гравитация может возникать из квантовой относительной энтропии — меры различий между квантовыми состояниями. Идея в том, что метрика пространства-времени может быть представлена как квантовый оператор, который изменяет состояние системы.
Это порождает новые уравнения, похожие на уравнения Эйнштейна в условиях слабой гравитации, но с критическими отличиями. Например, теория предполагает существование космологической постоянной, которая лучше объясняет ускоренное расширение Вселенной из-за темной энергии. Кроме того, из модели следует G-поле — гипотетическая структура, способная имитировать гравитационные эффекты темной материи.
Почему это важно?
- Объяснение темной энергии: предсказанная теорией космологическая постоянная согласуется с экспериментальными данными лучше, чем другие модели.
- G-поле против темной материи: если G-поле существует, оно может заменить потребность в темной материи, изменив наш взгляд на структуру галактик.
- Объединение теорий: подход Бьянкони открывает путь к интеграции относительности и квантовой механики через энтропию — концепцию, которая ранее не рассматривалась в контексте гравитации.
Впереди — проверки теории. Экспериментальное подтверждение G-поля или космологической постоянной может стать революцией. Однако пока исследование остается теоретическим.
«Если наша модель верна, она изменит понимание гравитации и темной Вселенной», — отмечает Бьянкони.
Хотя до «Теории всего» еще далеко, эта работа дает новые инструменты для разгадки глубоких тайн космоса. Возможно, именно энтропия станет тем мостом, который объединит миры Эйнштейна и квантовой физики.
Ранее мы рассказывали о ТОП-5 ошибочных представлений науки о космосе.
По материалам Space
