Նախընտրելի
Աալտո համալսարանի ֆինն գիտնականները բեկումնային առաջընթաց են գրանցել՝ փորձելով միավորել գրավիտացիան բնության մյուս հիմնարար ուժերի հետ՝ մոտենալով համընդհանուր «ամեն ինչի տեսության» ստեղծմանը: Նրանց հետազոտությունը, որը հրապարակվել է Reports on Progress in Physics (RPP) ամսագրում, առաջարկում է գրավիտացիայի նկարագրության նոր մոտեցում, որը կարող է միավորել քվանտային մեխանիկան և Էյնշտեյնի ընդհանուր հարաբերականության տեսությունը: Պատմում ենք, թե որն է հայտնագործության էությունը, ինչու է այն կարևոր և ինչպես է այն փոխելու մեր պատկերացումները Տիեզերքի մասին:
Գրավիտացիայի առեղծվածը. 100 տարվա որոնումներ
Ավելի քան մեկ դար ֆիզիկոսները փորձում են համաձայնեցնել երկու առանցքային տեսություն.
- Քվանտային մեխանիկա. Նկարագրում է մասնիկների պահվածքը միկրոսկոպիկ մակարդակում, ներառյալ էլեկտրամագնիսական, թույլ և ուժեղ փոխազդեցությունները՝ մասնիկների ֆիզիկայի Ստանդարտ մոդելի միջոցով:
- Ընդհանուր հարաբերականության տեսություն (ԸՀՏ). Բացատրում է գրավիտացիան որպես զանգվածեղ օբյեկտների կողմից տարածաժամանակի կորություն, սակայն աշխատում է միայն տիեզերական մասշտաբներում:
Այս տեսությունները անհամատեղելի են. քվանտային մեխանիկան չի բացատրում գրավիտացիան, իսկ ԸՀՏ-ն չի աշխատում քվանտային մակարդակում: Բոլոր փոխազդեցությունները՝ քվարկերից մինչև գալակտիկաներ, նկարագրող միասնական տեսության ստեղծումը մնում է ֆիզիկայի «սուրբ գրաալը»:
Բեկում. Գրավիտացիան որպես չափիչ դաշտ
Աալտո համալսարանի թիմը առաջարկել է նոր մոտեցում՝ գրավիտացիան դիտարկել որպես չափիչ դաշտ, որը նման է Ստանդարտ մոդելի էլեկտրամագնիսական, թույլ կամ ուժեղ դաշտերին: Նման դաշտերում մասնիկների փոխազդեցությունն իրականանում է «ուժի կրողների» փոխանակման միջոցով.
- Էլեկտրամագնետիզմում դա ֆոտոններն են:
- Ուժեղ փոխազդեցությունում՝ գլյուոնները:
- Գրավիտացիայի համար գիտնականները ենթադրում են հիպոթետիկ գրավիտոն, թեև այն դեռ չի հայտնաբերվել:
Գրավիտացիայի չափիչ տեսությունը նկարագրում է, թե ինչպես է տարածաժամանակը արձագանքում էներգիային և իմպուլսին՝ պահպանելով մաթեմատիկական համապատասխանությունը քվանտային մեխանիկայի հետ: Սա թույլ է տալիս մոդելավորել գրավիտացիան քվանտային մակարդակում, ինչը հնարավոր չէր ԸՀՏ-ի շրջանակներում:
«Մենք գտանք մի միջոց՝ գրավիտացիան ներդնելու նույն մաթեմատիկական կառուցվածքում, որը կառավարում է մյուս ուժերը», — բացատրում է հետազոտության հեղինակներից մեկը: «Դա նման է երկու աշխարհների համար ընդհանուր լեզու գտնելուն»:
Ինչու՞ է սա կարևոր
Հայտնագործությունը դեռևս տեսական է, սակայն դրա ներուժը հսկայական է.
- Սև խոռոչներ. Նոր տեսությունը կարող է բացատրել, թե ինչ է տեղի ունենում սև խոռոչների սինգուլյարություններում, որտեղ ԸՀՏ-ն «խափանվում է» անսահման խտության պատճառով:
- Մութ էներգիա և նյութ. Մոտեցումը կարող է լույս սփռել Տիեզերքի առեղծվածային բաղադրիչների վրա, որոնք կազմում են դրա զանգված-էներգիայի 95%-ը:
- Քվանտային տեխնոլոգիաներ. Տեսությունը բացում է ճանապարհ դեպի քվանտային գրավիտացիոն սենսորներ, որոնք աննախադեպ ճշգրտությամբ կչափեն գրավիտացիոն ալիքները՝ բարելավելով նավիգացիան և երկրաֆիզիկան:
- Տիեզերագիտություն. Տեսությունների միավորումը կօգնի հասկանալ Մեծ պայթյունը և Տիեզերքի էվոլյուցիան վաղ փուլերում:
Ինչպես Էյնշտեյնի հարաբերականության տեսությունը, որը հանգեցրեց GPS-ի ստեղծմանը, այս նոր մոդելը կարող է ծնել տեխնոլոգիաներ, որոնց մասին մենք դեռ չենք երազում: X-ի օգտատերերը խանդավառված են. «Ամեն ինչի տեսություն? Դա նման է Տիեզերքի քարտեզ գտնելուն», — գրում է @CosmoGeek-ը: Ուրիշները կատակում են. «Grok, դու արդեն հասկացե՞լ ես գրավիտացիան»:
Ի՞նչ է սպասվում
Ֆինն գիտնականների աշխատանքը միայն առաջին քայլն է: Տեսությունը ստուգելու համար անհրաժեշտ են.
- Փորձեր մասնիկների արագացուցիչներում, ինչպիսին է CERN-ը, գրավիտոններ հայտնաբերելու համար:
- Գրավիտացիոն ալիքների դիտարկումներ LIGO-ի և ապագա աստղադիտարանների միջոցով, օրինակ՝ Einstein Telescope-ը:
- Մաթեմատիկական մոդելներ, որոնք կհաստատեն տեսության կայունությունը բոլոր մասշտաբներում:
Գիտնականները պլանավորում են կատարելագործել մոդելը՝ ավելացնելով մութ էներգիայի հետ փոխազդեցությունները և ստուգելով այն սև խոռոչների վերաբերյալ տվյալներով՝ «Ջեյմս Ուեբ» տիեզերական աստղադիտակից: Եթե տեսությունը հաստատվի, այն կդառնա հեղափոխություն, որը համեմատելի է քվանտային մեխանիկայի հայտնագործության հետ:
Եզրակացություն
Ֆինն ֆիզիկոսները կարևոր քայլ են կատարել դեպի «ամեն ինչի տեսությունը»՝ նկարագրելով գրավիտացիան որպես չափիչ դաշտ, որը համատեղելի է քվանտային մեխանիկայի հետ: Այս հայտնագործությունը կարող է բացահայտել սև խոռոչների, մութ էներգիայի և նույնիսկ Մեծ պայթյունի գաղտնիքները՝ հիմք դնելով նոր տեխնոլոգիաների համար: Դեռևս սա միայն տեսություն է, սակայն այն արդեն ոգեշնչում է գիտնականներին և երազողներին: Ի՞նչ եք կարծում, կարո՞ղ է այս տեսությունը վերջապես միավորել ֆիզիկայի բոլոր ճյուղերը: Կիսվեք Ձեր կարծիքով:
