Lov na temeljnu teoriju kvantne gravitacije

Svijet nove teorema Boussoa i dalje odlazi iz našeg svemira na značajne načine. Radi matematičke praktičnosti, pretpostavio je da postoji neograničena raznolikost čestica – nerealna pretpostavka zbog koje se neki fizičari pitaju odgovara li ovaj treći sloj stvarnost (sa svojim 17 ili tako tako tako poznatim česticama) bilo što bolje nego drugi sloj. “Nemamo beskonačan broj kvantnih polja”, rekao je Edgar Shaghoulianfizičar na Sveučilištu u Kaliforniji, Santa Cruz.

Ipak, za neke stručnjake, Boussovo djelo donosi zadovoljavajuće priču o singularnosti Penrose i Wall, unatoč nerealnom obilju čestica. Utvrđuje da se singularnosti ne mogu izbjeći, čak ni u svemirskim vremenima s blagim reakcijama na kvantnu materiju. “Samo dodavanjem malih kvantnih korekcija, ne možete spriječiti jedinstvenost”, rekao je Penington. Wall i Bousso -ov rad “Odgovara na to prilično definitivno.”

Prava jedinstvenost

No, Boussova teorema još uvijek ne jamči da se u našem svemiru moraju formirati singularnosti.

Neki fizičari drže nadu da mrtvi krajevi nekako nestanu. Ono što se čini kao da se singularnost zapravo može povezati s negdje drugdje. U slučaju crne rupe, možda te svjetlosne zrake završavaju u drugom svemiru.

A nedostatak singularnosti velikog praska mogao bi podrazumijevati da je naš svemir započeo “velikim odskokom”. Ideja je da se prethodni svemir, kako se srušio pod povlačenjem gravitacije, nekako izbjegao formiranje singularnosti i umjesto toga odskočio u razdoblje širenja. Fizičari koji razvijaju teorije odskoka često rade u drugom sloju luka, koristeći poluklasičnu fiziku koja iskorištava Kvantni efekti negativnog energije Da biste zaobišli singularnost koju zahtijevaju teoreme Penrose i Hawking. U svjetlu novijih teorema, sada će morati progutati neugodnu istinu da i njihove teorije krše i generalizirani drugi zakon.

Jedan fizičar koji progoni odskoči, Surjeet Rajendran sa Sveučilišta Johns Hopkins, kaže da je nepokolebljiv. On ističe da čak ni generalizirani drugi zakon nije istina evanđelja. Odbacivanje to omogućilo bi da se singularnost može izbjeći i nastavak prostora vremena.

Skeptici s skeptici također se mogu svidjeti teoriji u srži luka, gdje se prostorno-vrijeme ponaša na uistinu kvantne načine, poput preuzimanja superpozicije. Tamo se ništa ne može uzimati zdravo za gotovo. Na primjer, postaje teško definirati koncept područja, tako da nije jasno koji bi oblik drugi zakon trebao poprimiti, i stoga nove teoreme neće zadržati.

Bousso i fizičari istomišljenika, međutim, sumnjaju da je visoko kvantna arena bez pojma o području jednaka slijepoj zraci za laganu zraku, i stoga bi nešto što bi Penrose prepoznao kao singularnost trebalo ustrajati u temeljnoj teoriji i u našem svemiru. Početak kozmosa i srca crnih rupa uistinu bi označio rubove karte na kojoj satovi ne mogu označiti i prostor prestaje.

“Unutar crnih rupa, pozitivan sam, postoji neki pojam singularnosti”, rekao je Netta Engelhardtfizičar na MIT -u koji je radio sa Wall -om.

U tom slučaju, još uvijek neugodna temeljna teorija kvantne gravitacije ne bi ubijala jedinstvenosti, već ih demistificirala. Ova istinska teorija omogućila bi fizičarima da postavljaju pitanja i izračunavaju smislene odgovore, ali jezik tih pitanja i odgovora dramatično bi se promijenio. Prostorne količine poput položaja, zakrivljenosti i trajanja mogle bi biti beskorisne za opisivanje jedinstvenosti. Tamo gdje se vrijeme završava, druge količine ili koncepti možda će morati zauzeti svoje mjesto. “Ako ste me morali nagađati”, rekao je Penington, “sve što kvantno stanje opisuje samularnost, nema pojam vremena.”

Originalna priča ponovljena s dopuštenjem iz Magazin Quanta,, urednička neovisna publikacija Fondacija Simons Čija je misija poboljšati javno razumijevanje znanosti pokrivanjem razvoja istraživanja i trendova iz matematike i fizičkih i životnih znanosti.