وصفة جديدة للجاذبية يمكن أن توحد النسبية العامة لأينشتاين مع الفيزياء الكمومية – والتحقيق في الكون المظلم

عند الشراء من خلال روابط على مقالاتنا ، قد يكسب المستقبل وشركاء المشاركة في العمولة.

وصفة جديدة للجاذبية يمكن أن تساعد في حل بعض من أعظم أسرار الكون. إنه يشير إلى أن مفهوم “الجاذبية الكمومية” يمكن أن ينشأ من الانتروبيا ، وربما حل الألغاز التي وضعها الكون المظلم بعيد المنال – وإذا كان هذا صحيحًا ، فإن هذه النظرية الجديدة يمكن أن توحد أخيرًا النسبية العامة لألبرت أينشتاين مع عالم الكم.

منذ بداية القرن العشرين ، كانت نظرية آينشتاين للنسبية العامة أفضل وصف لدينا حول كيفية عمل الجاذبية. ومع ذلك ، عندما توصل آينشتاين إلى النسبية العامة ، طور العلماء أيضًا أسس ميكانيكا الكم.

منذ ذلك الحين ، تم اختبار كلتا النظريتين ومراجعتهما وتحسينها ، وقاموا باختبار الوقت والفوز على المتشككين في المجتمع العلمي. هناك مشكلة ، رغم ذلك – مشكلة كبيرة. لا يمكنهم العمل معًا.

نظرًا لأن كلتا النظريتين قد تم الكمال ، فإنهما يواصلان تحدي محاولات توحيدهما. “نظرية كل شيء” تشمل كل من النسبية العامة والفيزياء الكمومية قد أحبطت جهود العقول مثل ستيفن هوكينج ، وحتى أينشتاين نفسه.

واحدة من الكتل الرئيسية التي تتعثر هنا تتعلق بحقيقة أنه لا توجد نظرية لـ “الجاذبية الكمومية”.

ولكن هذا هو المكان الذي يأتي فيه جينسترا بيانكوني ، أستاذ الرياضيات التطبيقية في جامعة كوين ماري في لندن.

إنها تقترح إطارًا من شأنه أن يرى الجاذبية الكمومية الناشئة عن ما يسمى “الانتروبيا النسبية الكمومية” ، وهو مفهوم يقيس مدى اختلاف حالتين الكم.

النسبية العامة والكون المظلم

تم تطوير النسبية العامة في عام 1915 ، تشير إلى أن الجاذبية تنشأ لأن الأجسام ذات الكتلة تسبب نسيج الزمان (التوحيد الأربع الأبعاد للمكان والوقت) للتشوه. كلما زادت كتلة الكائن ، كلما كانت تزييف وقت الفضاء أكثر تطرفًا ، وبالتالي ، كلما كان تأثير جاذبية الكائن أقوى.

تم التحقق من ذلك مرارًا وتكرارًا ، مما يتيح النسبية العامة لتحل محل نظرية جاذبية نيوتن كأفضل وصف للكون على المقاييس الكونية.

ومع ذلك ، لا يمكن أن تشرح النسبية العامة كل شيء.

المادة المظلمة ، المادة الغامضة التي تفوق المادة العادية بعامل من خمسة ، والطاقة المظلمة ، المكون غير المعروف في الكون يقود توسعه المتسارع ، على سبيل المثال ، لا يتم حسابه من خلال النسبية العامة.

هذه مشكلة كبيرة لأن الطاقة المظلمة تمثل 68 ٪ من إجمالي المادة والطاقة في الكون ، والمواد المظلمة تمثل 27 ٪ أخرى أو نحو ذلك. وهذا يعني أن “الكون المظلم” يمثل حوالي 95 ٪ من ميزانية طاقة المسألة للكون ، وبالتالي فإن “الأشياء” التي يمكننا وصفها بشكل مريح مع النسبية العامة تمثل 5 ٪ فقط من الطاقة والمادة في الكون.

ثم ، هناك حقيقة أن نظرية جاذبية أينشتاين لن “تلعب بشكل جيد” مع الفيزياء الكمومية.

الإطار الجديد – أو “الوصفة” للجاذبية ، إذا كنت ستفعل – يأخذ مقياس الفضاء من النسبية العامة ، والذي يصف هندسة الفضاء والوقت بناءً على المسافات والفترات الفواصل بين الأحداث ، ويعاملها مثل كيان رياضي يسمى المشغل.

يتم استخدام المشغلين في الفيزياء الكمومية لإجراء التحولات على حالات الكم الناشئة من خلال التغييرات في العوامل المادية. يؤدي هذا المشغل القائم على العلاقة العامة إلى “عمل إنتروبيا” جديد ، وتعديل معادلات آينشتاين.

في الطاقات المنخفضة وفي مناطق الفضاء حيث لا يوجد القليل من الانحناء ، وبالتالي القليل من الجاذبية ، تكرر هذه المعادلات تلك الموجودة في النسبية العامة.

هذا البحث الجديد يذهب أبعد من ذلك. ويتوقع ظهور ثابت إيجابي صغير ذي قيمة كونية. هذا أمر مهم لأن قيمتها تتماشى بشكل أفضل مع ملاحظات التوسع المتسارع للكون تحت تأثير الطاقة المظلمة من النظريات الحالية الأخرى.

بالإضافة إلى ذلك ، يظهر شيء يسمى “G-Field” من هذه النظرية التي يمكن أن تفسر التأثير الجاذبية للمادة المظلمة.

وقال بيانكوني في بيان “هذا العمل يقترح أن الجاذبية الكمومية لها أصل إنتروبيا ويشير إلى أن الحقل G قد يكون مرشحًا للمادة المظلمة”. “بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يساعد الثابت الكوني الناشئ الذي تنبأ به نموذجنا في حل التناقض بين التنبؤات النظرية والملاحظات التجريبية لتوسع الكون.”

القصص ذات الصلة:

– الحق مرة أخرى ، أينشتاين! يجد العلماء أين “شلالات” المسألة في ثقوب سوداء

– آينشتاين يفوز مرة أخرى! يجد الكواركات قوانين النسبية ،

-أظهرت نتائج أداة الطاقة المظلمة “المذهلة” أن أينشتاين كان على حق في الجاذبية-مرة أخرى

بالطبع ، ما زالت الأيام الأولى للغاية لهذه النظرية ، ولكن بالنظر إلى مدى عمق آثارها على فهمنا الأساسي للكون ، فمن المحتمل أن يستحق الاستكشاف.

تم نشر بحث Bianconi يوم الاثنين (3 مارس) في مجلة المراجعة المادية D.