Как соединить квантовую механику и теорию гравитации: практикум Антуана Тиллойя

Даже человеку, весьма далекому от физики как науки известны такие понятия как теория относительности, гравитация и квантовая физика. ХХ век вывел физику на новый уровень, но также дал основания для возникновения новых, порой неразрешимых вопросов. Поскольку все вышеперечисленные теории все-таки не могут быть подтверждены эмпирически, ученые вынуждены прибегать к математике и изобретать новые способы измерений, наблюдений и вычислений.

В конце сентября 2017 года появились результаты новых опытов итальянского ученого Антуана Тиллойя, работающего в Институте квантовой оптики в немецком городе Гархинге. Исследователь попытался свести вместе две противостоящие друг другу в современной науке теории – относительности и квантовой механики. Тем самым итальянский ученый попробовал доказать, что классическая ньютоновская теория гравитации может быть основана в том числе на квантовых процессах.

Чтобы согласовать квантовую механику и законы гравитации, необходимо было продемонстрировать, что гравитация основывается на квантах. При этом нужно понимать, что последние ведут себя и как волны, и как частицы, и в данном случае такая природа фотона представляла собой одну из наиболее проблемных мест эксперимент

 

Квантовый дуализм и теория Гирарди-Римини-Вебера

Измерить квант, рассчитать, проследить – практически невозможно. Дело в том, что поток фотонов – это электромагнитная волна (свет), которая не поддается членению на частицы. Частица появляется в тот момент, когда разрушается волна, но происходит это только при вмешательстве человека. Эксперимент Антуана Тиллойя основывался на модифицированной теории Гирарди-Римини-Вебера, или GRW. Здесь утверждается, то частицы могут претерпевать спонтанные волновые функции – коллапсы. Для некоторых частиц они будут регулярны и стабильны, для других – с высокой вероятностью, но не с уверенностью. Была рассчитана приблизительная скорость спонтанных коллапсов: порядка одного раза в сотни миллионов лет. Итальянский ученый предпринял попытку применить эту теорию к теории гравитации. По его мнению, если прервать волновую природу кванта и тем самым заставить его стать частицей, можно вызвать вспышку. Этот спонтанный коллапс заставит частицу находиться в одном месте и создавать вокруг нее гравитационное поле. Соответственно, чем больше частиц «остановить», тем сильнее образованное гравитационное поле.

 

Квазиклассический подход

Исследования и теории Тиллойя не остались без обсуждений в научном мире, в ходе которых его метод получил название квазиклассического. В большинстве случаев эксперимент отметили как интересный и заслуживающий внимания. Явных противоречий или пробелов не отмечают, хотя и акцентируют внимание на том, что доказательная база не полная. Так, физик Клаус Хорнбергер из Университета Дуйсбург-Эссен небезосновательно считает, что теории требуются дополнительные и существенные математические расчёты, и только после них можно будет сказать, удастся ли связать модель Вселенной Ньютона с теорией квантовой флуктуации. К чести Тиллойя отметим, что сам ученый относится к собственным результатам критически. В частности, он указывает на тот факт, что сделанные расчеты не являются постоянной величиной, напротив, они будут колебаться в зависимости от многих условий. Одно из них – масштаб исследуемых объектов, ведь между атомом и черной дырой лежит настоящая пропасть.

FollowFb.Ins.Lin.Tw.
...

This is a unique website which will require a more modern browser to work!

Please upgrade today!