Нова теорія пов’язує гравітацію з квантовою ентропією та вводить G-поле, що може пояснити темну матерію та космічне розширення. У нещодавньому дослідженні, опублікованому в журналі Physical Review D, професор Гінестра Б’янконі, професор прикладної математики в Університеті Квін Марі в Лондоні, представляє революційну концепцію, яка може змінити наше розуміння гравітації та її зв’язку з квантовою механікою. Дослідження вводить новий підхід, який виводить гравітацію з квантової відносної ентропії, пропонуючи потенційний місток між двома основними, але історично несумісними теоріями: квантовою механікою та загальною теорією відносності Ейнштейна.
Проблема квантової гравітації
Протягом десятиліть фізики намагалися об’єднати квантову механіку та загальну теорію відносності, дві основні теорії, які працюють на зовсім різних масштабах. Квантова механіка пояснює поведінку частинок на субатомному рівні, тоді як загальна теорія відносності описує гравітацію та структуру простору-часу на космічних масштабах. Місток між цими двома рамками залишається однією з найскладніших і найважливіших проблем теоретичної фізики.
Дослідження професора Б’янконі вводить новий підхід, переінтерпретуючи метрику простору-часу, центральний елемент загальної теорії відносності, як квантовий оператор. Застосовуючи квантову відносну ентропію, концепцію з теорії квантової інформації, її модель захоплює взаємодію між геометрією простору-часу та матерією новим, фундаментально новим способом.
Роль ентропії та G-поля
Дослідження вводить нову ентропійну дію, яка кількісно визначає різницю між метрикою простору-часу та метрикою, індукованою матеріальними полями. Цей підхід призводить до модифікованих рівнянь Ейнштейна, які в режимі низького взаємодії (низькі енергії та мала кривизна) зводяться до класичних рівнянь загальної теорії відносності.
Проте теорія йде далі, прогнозуючи виникнення маленької, позитивної космологічної сталої – значення, яке набагато краще узгоджується з експериментальними спостереженнями прискореного розширення Всесвіту, ніж для інших існуючих теорій.
Діаграмне представлення ентропійної квантової гравітаційної дії
Ключовою особливістю теорії є введення G-поля, допоміжного поля, яке виступає як множник Лагранжа. G-поле не тільки відіграє важливу роль у модифікованих рівняннях гравітації, але також відкриває шлях до нових тлумачень темної матерії — таємничої субстанції, яка складає значну частину маси Всесвіту, але її досі не вдалося безпосередньо спостерігати.
Наслідки цього дослідження є глибокими
Зв’язуючи гравітацію з теорією квантової інформації, дослідження пропонує потенційний шлях до об’єднаної теорії квантової гравітації. Більше того, G-поле може запропонувати нові інсайти щодо природи темної матерії, однієї з найбільших загадок космології.
“Ця робота пропонує, що квантова гравітація має ентропійне походження та припускає, що G-поле може бути кандидатом на роль темної матерії”, — пояснює професор Б’янконі. “Крім того, виникаюча космологічна стала, передбачена нашою моделлю, може допомогти вирішити суперечність між теоретичними прогнозами та експериментальними спостереженнями розширення Всесвіту”.
Хоча для повного вивчення наслідків цієї теорії потрібні додаткові дослідження, це дослідження є важливим кроком уперед у пошуках розуміння фундаментальної природи Всесвіту. Робота професора Б’янконі кидає виклик традиційним поглядам та відкриває захоплюючі нові можливості для досліджень. Лікування простору-часу як квантової сутності та використання сили ентропії, пов’язаної з метриками простору-часу, це дослідження може прокласти шлях до глибшого розуміння гравітації, квантової механіки та самого космосу.