ҚОЛДАҢЫЗ
Қазіргі физикадағы ең үлкен қиындықтардың бірі - табиғаттың барлық заңдарын бір шеңберде сипаттай алатын жалғыз немесе «бірыңғай» теорияны табу. Бүгінгі таңда ғалымдар шындықты түсіну үшін қолданатын екі үлкен (және келіспейтін) теорияны байланыстыратын бірі: Әлемді кең ауқымда сипаттайтын Эйнштейннің жалпы салыстырмалылығы; және атомдық деңгейде біздің әлемді сипаттайтын кванттық механика. Неліктен бұл екі сәтті теория бір-біріне сәйкес келеді - ғылым алдында тұрған ең үлкен құпиялардың бірі.
Егер расталса, бұл «кванттық жазба» теориясы шындықтың макроскопиялық және микроскопиялық сипаттамасын қосады, сонымен қатар біздің теория бүгінде қара тесіктер немесе Әлемнің пайда болған сәті сияқты қол жетімсіз құбылыстар туралы терең түсінік береді.
Бірақ оны қалай алуға болады? Ғасырға жуық уақыт бойы физиктердің ұрпақтары өте кішкентайлар аймағындағы заңдар бізді қоршаған макроскопиялық әлемде неліктен «жұмыс істемейтінін» және керісінше екенін анықтауға тырысты. Енді Швециядағы Чалмерс технологиялық университетінің зерттеушілер тобы американдық MIT-мен бірлесіп, «Табиғат коммуникацияларында» мақала жариялады, онда олар ғаламда үстемдік еткен тартылыс күші кең ауқымда пайда болады деп болжайды. . шын мәнінде кванттық әлемнен. Бұл ерекше қорытындыға жету үшін зерттеушілер озық математикаға және «голографиялық принцип» деп аталатынға жүгінді.
«Табиғаттың көзін түсінуге деген күш-жігеріміз - деп түсіндіреді зерттеудің авторлары Дэниел Перссон - және бұл заңдар жазылған тіл - математика. Физикадан сұрақтарға жауап іздегенде, олар бізді математикадағы да жаңа жаңалықтарға жетелейді. Бұл өзара әрекеттесу, әсіресе, эксперименттерді орындау өте қиын болатын кванттық гравитацияны іздеуде ерекше көрінеді ».
Қара тесіктерді біртұтас сипаттаудың осы түрін қажет ететін құбылыстың мысалы. Қара құрдым жеткілікті ауыр жұлдыз өзінің гравитациялық күшімен құлағанда, оның барлық массасы өте аз көлемге шоғырланған кезде пайда болады. Қара тесіктердің кванттық механикасының сипаттамасы әлі бастапқы кезеңде, бірақ ол керемет озық математиканы қамтиды.
Бірыңғай теорияның бұл жағдайда мақаланың бірінші авторы Роберт Берман түсіндіргендей, «қиындық гравитацияның «шығатын» құбылыс ретінде қалай пайда болғанын сипаттау болып табылады. Сұйықтық ағыны сияқты күнделікті құбылыстар жеке тамшылардың ретсіз қозғалыстарынан пайда болатыны сияқты, біз гравитацияның кванттық-механикалық жүйеден микроскопиялық деңгейде қалай пайда болатынын сипаттағымыз келеді».
Бұл пішіннен зерттеушілер «голографиялық принцип» деп аталатын кванттық қиыршық таспен жеңілдетілген үлгіде қиыршық тастың арнайы кванттық механика жүйесінен қалай пайда болатынын көрсетті.
«Мен бұрын зерттеген математикалық әдістерді қолдана отырып, - деп жалғастырады Берман, - біз гравитацияның голографиялық принцип бойынша қалай пайда болатынын бұрынғыға қарағанда дәлірек түсіндіре алдық».
Жаңа элемент жұмбақ қараңғы энергиямен күресудің жаңа әдісін ұсына алады. Эйнштейннің жалпы салыстырмалылық теориясында гравитация геометриялық құбылыс ретінде сипатталған. Жаңадан жасалған төсек адамның салмағынан майысып қалатыны сияқты, ауыр заттар ғарыштық уақытты, ғаламды құрайтын «матаны» бүгуі мүмкін.
Бірақ Эйнштейннің теориясына сәйкес, тіпті бос кеңістік, яғни Әлемнің «вакуумдық күйі» бай геометриялық құрылымға ие. Егер біз үлкейтіп, осы бос жерге микроскоппен қарасақ, біз ғаламның жеделдетіп кеңеюіне жауапты деп есептелетін қараңғы энергия деп аталатын кішкентай кванттық механикалық тербелістерді немесе толқындарды көреміз.
Зерттеу осы кванттық-механикалық микроскопиялық толқындардың қалай пайда болатыны туралы, сондай-ақ Эйнштейннің гравитация теориясы мен кванттық механика арасындағы байланыс туралы жаңа түсініктерге әкелуі мүмкін, ғалымдар ондаған жылдар бойы тырысып келеді.
«Бұл нәтижелер, - деп қорытындылады Персон, - голографиялық принциптің басқа аспектілерін, мысалы, қара тесіктердің микроскопиялық сипаттамасын сынау мүмкіндігін ашады. Біз сондай-ақ болашақта математикадағы жаңа бастамаларды ашу үшін осы жаңа түсініктерді пайдалана аламыз деп үміттенеміз ».
