{"id":21067846,"date":"2023-12-05T15:05:58","date_gmt":"2023-12-05T14:05:58","guid":{"rendered":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/?p=21067846"},"modified":"2023-12-05T15:06:55","modified_gmt":"2023-12-05T14:06:55","slug":"pomicanje-granica-fizike-revolucionarna-nova-teorija-spaja-einsteinovu-gravitaciju-s-kvantom","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/clanak\/pomicanje-granica-fizike-revolucionarna-nova-teorija-spaja-einsteinovu-gravitaciju-s-kvantom\/","title":{"rendered":"Pomicanje granica fizike: Revolucionarna nova teorija spaja Einsteinovu gravitaciju s kvantom"},"content":{"rendered":"\n

Radikalna teorija koja dosljedno povezuje gravitaciju i kvantnu mehaniku, istovremeno zadr\u017eavaju\u0107i Einsteinov klasi\u010dni koncept prostor-vremena, predstavljena je u dva istodobno objavljena rada od strane znanstvenika sa Sveu\u010dili\u0161ta College London (UCL).<\/p>\n\n\n\n

Suvremena fizika temelji se na dvije osnovne teorije: kvantnoj teoriji, koja se odnosi na pona\u0161anje najmanjih \u010destica u svemiru, i Einsteinovoj teoriji op\u0107e relativnosti, koja obja\u0161njava gravitaciju putem savijanja prostor-vremena. No, ove dvije teorije su me\u0111usobno suprotstavljene i njihovo pomirenje bilo je izazov vi\u0161e od jednog stolje\u0107a.<\/p>\n\n\n\n

Dugotrajna pretpostavka bila je da je potrebno izmijeniti ili “kvantizirati” Einsteinovu teoriju gravitacije<\/a> kako bi se uskladila s kvantnom teorijom. Ovo je pristup koji su slijedila dva vode\u0107a kandidata za kvantnu teoriju gravitacije, teorija struna i kvantna gravitacija u petlji.<\/p>\n\n\n\n

Me\u0111utim, nova teorija, razvijena od strane profesora Jonathana Oppenheima (UCL Fizika i Astronomija) i predstavljena u \u010dlanku u \u010dasopisu Physical Review X, izaziva ovu konvencionalnu mudrost i predla\u017ee alternativni pristup, sugeriraju\u0107i da bi prostor-vrijeme moglo ostati klasi\u010dno, tj. ne bi bilo podlo\u017eno kvantnoj prirodi.<\/p>\n\n\n\n

Umjesto mijenjanja prostor-vremena, teorija nazvana “postkvantna teorija klasi\u010dne gravitacije” modificira kvantnu teoriju i predvi\u0111a inherentni gubitak predvidljivosti posredovan samim prostor-vremenom. To rezultira nasumi\u010dnim i nepravilnim fluktuacijama u prostor-vremenu koje su ve\u0107e od onih predvi\u0111enih kvantnom teorijom, \u010dine\u0107i prividnu masu objekata nepredvidljivom kada se mjeri s dovoljnom precizno\u0161\u0107u.<\/p>\n\n\n\n

Drugi rad, tako\u0111er istodobno objavljen u \u010dasopisu Nature Communications, koji je vodio biv\u0161i student profesora Oppenheima, istra\u017euje neke od posljedica ove teorije i predla\u017ee eksperiment za njezino testiranje: vrlo precizno mjerenje mase kako bi se utvrdilo mijenja li se masa tijekom vremena.<\/p>\n\n\n\n

Na primjer, Me\u0111unarodni ured za utege i mjere u Francuskoj redovito mjeri masu od 1 kg, koja je ranije bila standard za 1 kg. Ako su fluktuacije u mjerenjima ove mase manje nego \u0161to je potrebno za matemati\u010dku dosljednost, teorija se mo\u017ee odbaciti.<\/p>\n\n\n\n

Rezultat eksperimenta ili drugi dokazi koji bi potvrdili kvantnu prirodu prostor-vremena protiv klasi\u010dne prirode postali su predmetom oklada izme\u0111u profesora Oppenheima, profesora Carla Rovellija i dr. Geoffa Peningtona, vode\u0107ih zagovornika kvantne petlje teorije gravitacije i teorije struna, uz omjer 5000:1.<\/p>\n\n\n\n

Tijekom posljednjih pet godina istra\u017eiva\u010dka skupina UCL-a testirala je ovu teoriju i istra\u017eivala njene posljedice.<\/p>\n\n\n\n

Profesor Oppenheim izjavio je: “Kvantna teorija i Einsteinova teorija op\u0107e relativnosti su matemati\u010dki nespojive, pa je klju\u010dno razumjeti kako se ovaj sukob mo\u017ee rije\u0161iti. Trebamo li kvantizirati prostor-vrijeme ili mijenjati kvantnu teoriju ili je potrebno ne\u0161to sasvim drugo? Sada, kada imamo dosljednu temeljnu teoriju u kojoj se prostor-vrijeme ne kvantizira, preostaje nam samo naga\u0111ati.”<\/p>\n\n\n

\n
\"Sila
Unsplash<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Koautor Zach Weller-Davies, koji je kao doktorat znanosti na UCL-u<\/a> pomogao razviti eksperimentalni prijedlog i dao klju\u010dni doprinos samoj teoriji, izjavio je: “Ovo otkri\u0107e dovodi u pitanje na\u0161e razumijevanje temeljne prirode gravitacije, ali tako\u0111er nudi puteve za ispitivanje njene potencijalne kvantne prirode.<\/p>\n\n\n\n

“Pokazali smo da ako prostor-vrijeme nema kvantnu prirodu, onda moraju postojati nasumi\u010dne fluktuacije u zakrivljenosti prostor-vremena koje imaju poseban potpis koji se mo\u017ee eksperimentalno potvrditi.<\/p>\n\n\n\n

“I u kvantnoj gravitaciji i u klasi\u010dnoj gravitaciji, prostor-vrijeme mora prolaziti kroz nasilne i nasumi\u010dne fluktuacije posvuda oko nas, ali na razini koju jo\u0161 nismo uspjeli otkriti. Ali ako je prostor-vrijeme klasi\u010dno, fluktuacije moraju biti ve\u0107e od odre\u0111ene skale, a tu se skalu mo\u017ee odrediti drugim eksperimentom u kojem testiramo koliko dugo mo\u017eemo staviti te\u017eak atom u superpoziciju da bude na dvije razli\u010dite lokacije.”<\/p>\n\n\n\n

Koautori dr. Carla Sparaciarija i dr. Barbare \u0160oda, \u010diji su analiti\u010dki i numeri\u010dki izra\u010duni doprinijeli vo\u0111enju ovog istra\u017eivanja, izrazili su nadu da bi ovi eksperimenti mogli pomo\u0107i u odlu\u010divanju je li potraga za kvantnom teorijom gravitacije ispravna metoda.<\/p>\n\n\n\n

Dr. \u0160oda (nekada\u0161nja UCL Fizika i Astronomija, sada na Institutu za teorijsku fiziku Perimeter, Kanada) rekla je: “Budu\u0107i da gravitacija manifestira savijanje prostora i vremena, mo\u017eemo razmotriti pitanje je li stopa protoka vremena kvantna ili klasi\u010dna priroda.<\/p>\n\n\n\n

“Ispitivanje ovog pitanja gotovo je jednako jednostavno kao ispitivanje konstantnosti mase ili njenih fluktuacija na odre\u0111eni na\u010din.”<\/p>\n\n\n\n

Dr. Sparaciari (UCL Fizika i Astronomija) dodao je: “Iako je koncept eksperimenta jednostavan, precizno vaganje objekta mora se izvesti s iznimnom precizno\u0161\u0107u.”<\/p>\n\n\n\n

No, ono \u0161to \u010dini ovu teoriju uzbudljivom je \u010dinjenica da, polaze\u0107i od vrlo op\u0107enitih pretpostavki, mo\u017eemo postaviti jasan odnos izme\u0111u dviju mjerljivih veli\u010dina – razine fluktuacija prostor-vremena i koliko dugo objekti poput atoma ili jabuka mogu biti postavljeni u kvantnu superpoziciju na dvije razli\u010dite lokacije. Zatim mo\u017eemo eksperimentalno odrediti ove dvije veli\u010dine.”<\/p>\n\n\n\n

Weller-Davies dodaje: “Moraju postojati suptilne me\u0111uovisnosti ako kvantne \u010destice poput atoma mogu utjecati na klasi\u010dno prostor-vrijeme. Mora postojati temeljni kompromis izme\u0111u valne prirode atoma i toga koliko velike moraju biti nasumi\u010dne fluktuacije u prostor-vremenu.”<\/p>\n\n\n\n

Prijedlog da se ispita je li prostor-vrijeme klasi\u010dno putem tra\u017eenja nasumi\u010dnih fluktuacija mase komplementaran je drugom eksperimentalnom prijedlogu koji ima za cilj provjeriti kvantnu prirodu prostor-vremena putem “gravitacijskog posredovanog ispreplitanja”.<\/p>\n\n\n\n

Profesor Sougato Bose (UCL Fizika i Astronomija), koji nije bio uklju\u010den u dana\u0161nju objavu, ali je bio me\u0111u onima koji su prvi predlo\u017eili eksperiment isprepletenosti, izjavio je: “Eksperimenti za testiranje prirode prostor-vremena zahtijevat \u0107e velike napore, ali su od ogromne va\u017enosti za razumijevanje temeljnih zakona prirode. Vjerujem da su ovi eksperimenti izvedivi i mo\u017eda \u0107emo dobiti odgovore u sljede\u0107ih 20 godina.”<\/p>\n\n\n\n

Postkvantna teorija ima implikacije koje nadilaze podru\u010dje gravitacije. Problemati\u010dan “postulat mjerenja” kvantne teorije vi\u0161e nije potreban, budu\u0107i da se kvantne superpozicije nu\u017eno lokaliziraju kroz njihovu interakciju s klasi\u010dnim prostor-vremenom.<\/p>\n\n\n\n

Teorija je potaknuta profesorovim Oppenheimovim nastojanjima da rije\u0161i problem informacije u crnim rupama. Prema standardnoj kvantnoj teoriji, objekt koji padne u crnu rupu trebao bi na neki na\u010din biti vra\u0107en jer informacija ne smije biti uni\u0161tena. No, to kr\u0161i op\u0107u relativnost koja tvrdi da nikada ne mo\u017eete znati \u0161to se doga\u0111a s objektima koji prelaze horizont doga\u0111aja crne rupe. Nova teorija dopu\u0161ta da informacija bude uni\u0161tena zbog fundamentalnog gubitka predvidljivosti.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Radikalna teorija koja dosljedno povezuje gravitaciju i kvantnu mehaniku, istovremeno zadr\u017eavaju\u0107i Einsteinov klasi\u010dni koncept prostor-vremena, predstavljena je u dva istodobno objavljena rada od strane znanstvenika sa Sveu\u010dili\u0161ta College London (UCL). Suvremena fizika temelji se na dvije osnovne teorije: kvantnoj teoriji, koja se odnosi na pona\u0161anje najmanjih \u010destica u svemiru, i Einsteinovoj teoriji op\u0107e relativnosti, koja […]<\/p>\n","protected":false},"author":10022,"featured_media":21067847,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_lmt_disableupdate":"","_lmt_disable":"","footnotes":""},"categories":[16340],"tags":[16461,23532,17420,22024],"class_list":["post-21067846","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-znanstvenici","tag-einstein","tag-teorija-gravitacije","tag-znanost-2","tag-znanstvenici"],"modified_by":null,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/21067846","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/users\/10022"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=21067846"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/21067846\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":21067849,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/21067846\/revisions\/21067849"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/media\/21067847"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=21067846"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=21067846"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=21067846"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}