Теория, объясняющая тёмную материю и Большой взрыв, уже появилась

Группа исследователей впервые математически доказала, что общая теория относительности Альберта Эйнштейна, объясняющая гравитацию и искривление пространства-времени, согласуется с принципами квантовой физики, описывающей поведение мельчайших частиц Вселенной.

Новый взгляд на природу Вселенной

«Мы показали, что уравнение поля Эйнштейна из общей теории относительности на самом деле является релятивистским квантово-механическим уравнением», — заявляют авторы исследования. Эта работа создаёт мост между макроскопической и микроскопической физикой, объединяя две ключевые области науки.

Новая теория, по словам исследователей, имеет потенциал объяснить множество явлений, от загадочной тёмной материи до фотонов, излучаемых объективами смартфонов. Учёные уверены, что их подход способен бросить вызов основам физики и изменить наше понимание Вселенной.

Различия между теорией относительности и квантовой физикой

• Общая теория относительности объясняет гравитацию как искривление пространства-времени массивными объектами, такими как звёзды и планеты. Чем массивнее объект, тем сильнее гравитационный эффект, который он создаёт.
• Квантовая физика описывает поведение частиц, таких как электроны и фотоны, в микроскопическом масштабе, включая явления, вроде суперпозиции и квантовой запутанности.

До сих пор объединить эти теории не удавалось, так как они описывают Вселенную совершенно разными способами. Например:

• Теория относительности предсказывает, что чёрные дыры имеют бесконечно плотное ядро, что квантовая физика считает невозможным.
• При попытках объединить их, как в случае чёрных дыр, результаты часто оказывались противоречивыми.

Зачем объединять эти теории?

1. Для понимания природы Вселенной. Многие явления, такие как чёрные дыры и Большой взрыв, требуют одновременного применения обеих теорий.
2. Для изучения сложных концепций. Теории квантовой гравитации, излучения Хокинга и струнной теории невозможно полноценно исследовать без объединённой физической модели.

Эта объединённая модель, которую учёные называют «теорией всего», является одной из главных целей современной физики.

Как работает новая теория?

Исследователи предложили математическую основу, которая переопределяет массу и заряд фундаментальных частиц (лептонов) через взаимодействие энергии поля и кривизны пространства-времени.

• Они свели все константы Вселенной к двум величинам: планковской длине и планковскому времени.
• Полученное уравнение показало, что уравнение поля Эйнштейна эквивалентно квантово-механическому уравнению.

Новые возможности для науки

Эта теория может дать ответы на вопросы, которые до сих пор считались загадкой:

• Почему чёрные дыры не коллапсируют.
• Каковы были условия в момент Большого взрыва.
• Как работает пространственно-временная запутанность.

Кроме того, исследователи заявляют, что их подход может объяснить недавние открытия телескопа Джеймса Уэбба, включая наблюдения галактик, сформировавшихся через 300 миллионов лет после Большого взрыва.