Քվանտային ծանրությունը փորձում է համատեղել Էյնշտեյնի հարաբերականության ընդհանուր տեսությունը քվանտային մեխանիկայի հետ: Դասական ծանրության քվանտային շտկումները պատկերվում են որպես օղակաձև դիագրամներ, քանի որ այստեղ ներկայացված է սպիտակ գույնով: Պատկերի վարկ. SLAC ազգային արագացուցչային լաբորատորիա:

Քվանտային ծանրության 10 տիեզերական առեղծվածները, որոնք կարող էին լուծել

Կան բազմաթիվ հարցեր, որոնց պատասխանը չգիտենք: Քվանտային ծանրության միջոցով դրանք հնարավոր է լուծել:

Այս հոդվածը գրել է Sabine Hossenfelder- ը: Սաբինեն տեսական ֆիզիկոս է, որը մասնագիտացած է քվանտային ծանրության և բարձր էներգիայի ֆիզիկայի բնագավառում: Նա նաև գրում է անկախ գիտության մասին:

Էյնշտեյնի ընդհանուր հարաբերականության տեսությունը, որտեղ ծանրությունը պայմանավորված է տիեզերական ժամանակի կորով, հիասքանչ է: Այն հաստատվել է ճշգրիտ անհավատալի մակարդակի վրա, որոշ դեպքերում տարածվում է տասնհինգ նշանակալի թվերի: Նրա զարմանալի կանխատեսումներից մեկը գրավիտացիոն ալիքների առկայությունն է. Տիեզերական ժամանակի փոքր անկարգություններ, որոնք ազատորեն ճանապարհորդում են: Այս շատ ալիքներն այժմ պարբերաբար հայտնաբերվում են LIGO / VIRGO փորձերով:

Բայց մենք գիտենք, որ ընդհանուր հարաբերականությունը թերի է: Այն լավ է աշխատում, երբ տիեզերական ժամանակի քվանտային էֆեկտները փոքր են, ինչը գրեթե միշտ է լինում: Բայց երբ տիեզերական ժամանակի քվանտային ազդեցությունները մեծանում են, մեզ պետք է ավելի լավ տեսություն. «Քվանտային ծանրության» տեսություն:

Վաղ տիեզերքի նկարազարդումը, որը բաղկացած է քվանտային փրփուրից, որտեղ քվանտային տատանումները մեծ են, բազմազան և կարևոր են մասշտաբի ամենափոքր մասշտաբի վրա: Պատկերի վարկ. NASA / CXC / M.Weiss.

Քանի որ մենք դեռ չգիտենք քվանտային ծանրության տեսությունը, մենք իրականում չգիտենք, թե որն է տարածությունն ու ժամանակը: Քվանտային ծանրության համար մենք ունենք մի քանի թեկնածուների տեսություններ, բայց դրանցից ոչ մեկը ընդհանուր առմամբ ընդունված չէ: Այնուամենայնիվ, հիմնվելով առկա մոտեցումների վրա, մենք կարող ենք շահարկել, թե ինչ կարող է տեղի ունենալ տիեզերքի և ժամանակի հետ քվանտային ծանրության տեսության մեջ: Ահա ես ձեզ համար հավաքեցի տասը ամենախելամիտ շահարկումների տասը.

1.) Քվանտային ծանրության մեջ մենք ակնկալում ենք, որ տիեզերական ժամանակը տատանվում է վայրիորեն նույնիսկ նյութի բացակայության դեպքում: Քվանտային աշխարհում վակուումը երբեք չի հանգստանում, և ոչ էլ տեղ ու ժամանակ:

Ամենափոքր քվանտային մասշտաբների վրա Տիեզերքը կարող է լցվել մանր, մանրադիտակային, ցածր զանգվածային սև անցքերով: Այս անցքերը կարող էին միացնել կամ տարածվել դեպի ներս շատ հետաքրքիր նորաձևությունների մեջ: Պատկերային վարկ. NASA:

2.) Քվանտային տարածության ժամանակը կարող է լի լինել մանրադիտակային սև անցքերով: Դեռևս Վայրըրը կարող էր ունենալ wormhholes կամ առաջացնել մանկական տիեզերքներ, որոնք փոքր փուչիկներ են, որոնք պտտվում են մայր տիեզերքից:

3.) Եվ քանի որ սա քվանտային տեսություն է, տիեզերական ժամանակը կարող էր միաժամանակ անել այս ամենը: Դա երկուսն էլ կարող էին ստեղծել մանկական տիեզերք և չստեղծել միաժամանակ:

Տիեզերական ժամանակի գործվածքը կարող է ընդհանրապես գործվածքներ չլինել, բայց կարող է պատրաստված լինել դիսկրետ բաղադրիչներից, որոնք մեզ համար միայն որպես շարունակական գործվածքներ են հայտնվում ավելի մեծ, մակրոոսկոպիկ մասշտաբներով:

4.) Քվանտային ծանրության մոտեցումներից շատերում տիեզերական ժամանակը հիմնարար չէ, բայց կազմված է այլ բանից: Դա կարող է լինել տողեր, օղակներ, քաբիթեր կամ տիեզերական ժամանակի «ատոմների» որոշ տարբերակ, որոնք հայտնվում են խտացրած նյութերի վրա հիմնված մոտեցումներով: Անհատական ​​բաղադրիչները, սակայն, կարող են լուծվել միայն այն դեպքում, երբ փորձարկվում են չափազանց մեծ էներգիաներով ՝ շատ ավելին, քան մենք կարող ենք հասնել Երկրի վրա:

5.) Խտացրած նյութի վրա հիմնված որոշ մոտեցումներում տիեզերական ժամանակը ունի այնպիսի հատկություններ, ինչպիսիք են պինդ կամ հեղուկը, այնպես որ այն կարող է լինել առաձգական կամ ունենալ մածուցիկություն: Եթե ​​դա այդպես է, դա կարող է հանգեցնել տեսանելի հետևանքների: Ֆիզիկոսները ներկայումս որոնում են այդպիսի էֆեկտները ՝ ուսումնասիրելով սուրհանդակային մասնիկները, օրինակ ՝ լույսը կամ էլեկտրոնները, որոնք մեզ հասնում են տիեզերքից հեռու:

Շարունակվող պրիզմայով ցրված լույսի շարունակական ճառագայթների սխեմատիկ անիմացիա: Որոշ գաղափարներում, որոնք առնչվում են քվանտային ծանրությանը, տարածությունն ինքնին կարող է գործածել որպես ցրող միջոց ՝ լույսի տարբեր ալիքի երկարությունների համար: Պատկերի վարկ. LucasVB / Wikimedia Commons.

6.) Տիեզերական ժամանակը կարող է ազդել, թե ինչպես է անցնում լույսը դրա միջով: Այն կարող է ամբողջովին թափանցիկ չլինել, կամ տարբեր գույների լույսը կարող է տարբեր արագությամբ ճանապարհորդել, էֆեկտ, որը հայտնի է որպես «ցրման»: Եթե ​​քվանտային տարածության ժամանակը ազդում է լույսի տարածման վրա, դա նույնպես կարող է դիտվել ապագա փորձարկումներում:

7.) Տիեզերական ժամանակի տատանումները կարող են ոչնչացնել հեռավոր աղբյուրներից լույսի կարողությունը `միջամտության օրինակներ ստեղծելու համար: Այս էֆեկտը փնտրվել և չի գտնվել, համենայն դեպս ոչ այնքան հեռու, ոչ տեսանելի միջակայքում:

Լույսը ՝ անկախ նրանից, թե անցել եք երկու հաստ կտոր (վերև), երկու բարակ հատված (միջին) կամ մեկ հաստ ճեղք (ներքև), ցույց է տալիս միջամտության ապացույց ՝ մատնանշելով ալիքի նման բնույթ: Բայց քվանտային ծանրության պայմաններում, միջամտության ակնկալվող որոշ հատկություններ կարող են անհնար լինել: Պատկերի վարկ. Բենջամին Քրոուել:

8.) Ուժեղ կորության շրջաններում ժամանակը կարող է վերածվել տարածության: Դա կարող է պատահել, օրինակ, սև անցքերի ներսում կամ մեծ հարվածի ժամանակ: Նման պարագայում, այն, ինչ մենք այժմ գիտենք որպես տիեզերք-ժամանակ երեք հարթության տարածություն և ժամանակի մեկ հարթություն, կարող է վերածվել քառաչափ «Էվկլիդյան» տարածության:

Wormhole- ի միջոցով երկու տարբեր վայրեր կամ տարածության մեջ կամ ժամանակ կապելը մնում է միայն տեսական գաղափար, այլև ինտրիգային հավանականություն է, որը կարող է ոչ միայն կարևոր լինել, այլև կարող է լինել անխուսափելիություն քվանտային ծանրության մեջ: Պատկերի կրեդիտ. Wikimedia Commons- ի օգտվող Kes47:

9.) Տիեզերական ժամանակը կարող է լինել ոչ տեղական, կապված տիեզերքի ամբողջ տարածության փոքր դյուրանցումների հետ: Նման ոչ տեղական կապերը պետք է գոյություն ունենան բոլոր մոտեցումներում, որոնց հիմքում ընկած կառուցվածքը ոչ-երկրաչափական է, օրինակ ՝ գծապատկեր կամ ցանց: Դա այն է, որ նման դեպքերում «մոտակայքում» հասկացությունը հիմնարար չէ, այլ բխում է, և այն պետք է լինի թերի, որպեսզի երբեմն շատ հեռավոր տեղեր պատահականորեն կապվեն:

IBM- ի Four Qubit Square Circuit- ը ՝ հաշվարկների առաջատար առաջխաղացում, կարող էր հանգեցնել համակարգիչների, որոնք բավականաչափ հզոր են `մի ամբողջ Տիեզերք մոդելավորելու համար: Բայց քվանտային հաշվարկի դաշտը դեռ իր մանկության շրջանում է: Պատկերային վարկ. IBM- ի հետազոտություն:

10.) Կարող է լինել, որ քվանտային տեսությունը համադրենք ծանրության հետ, մենք պետք չէ ինքնահոս ծանրացնել, այլ քվանտային տեսությունն ինքնին: Եթե ​​դա այդպես է, հետևանքները կարող են հեռահար լինել: Քանի որ քվանտային տեսությունը հիմնված է բոլոր էլեկտրոնային սարքերի վրա, և եթե այն պետք է փոխվի, դա կարող է բացել բոլորովին նոր հնարավորություններ:

Չնայած քվանտային ծանրությունը հաճախ դիտվում է որպես հեռավոր տեսական գաղափար, այն կան բազմաթիվ հնարավոր ուղիներ այն դիտորդական կամ փորձարարական քննության ենթարկելու համար: Արդեն որոշ կարևոր սահմանափակումներ են հավաքվել հենց այդ նույն դիտարկումներն ու չափումները կատարելը: Մենք բոլորս ամեն օր տիեզերք-ժամանակ ենք ճանապարհորդում: Դա հասկանալը կարող է փոխել մեր կյանքը:

Սկսվում է այն բանի հետ, որ Ֆորբսը այժմ գտնվում է Forbes- ում, իսկ Medium- ի վերահրատարակումը ՝ շնորհիվ մեր Patreon- ի կողմնակիցների: Ethan- ը հեղինակել է երկու գիրք ՝ Beyond The Galaxy, andTreknology: Star Trek Science- ը ՝ Tricords- ից Warp Drive- ին: