Μια νέα θεωρία για τη φύση της βαρύτητας ίσως ενοποιήσει τη Γενική Σχετικότητα με την Κβαντομηχανική

Μια νέα θεωρία για τη φύση της βαρύτητας θα μπορούσε τελικά να συμβιβάσει δύο φαινομενικά ασύμβατους κόσμους της Φυσικής και να προσφέρει μια εξήγηση για τα μεγαλύτερα μυστήρια του Σύμπαντος. Η καθηγήτρια Ginestra Bianconi του Πανεπιστημίου Queen Mary του Λονδίνου πρότεινε ένα καινοτόμο θεωρητικό πλαίσιο που υποδεικνύει πώς η Κβαντική Βαρύτητα μπορεί να προκύψει από τη Σχετική Κβαντική Εντροπία.

Για περισσότερο από έναν αιώνα, δύο θεμελιώδεις θεωρίες καθοδηγούν την κατανόηση του Σύμπαντος: Η Γενική Σχετικότητα του Einstein, η οποία περιγράφει τη βαρύτητα ως καμπυλότητα του χωροχρόνου που προκαλείται από τη μάζα, και η Κβαντομηχανική, η οποία διέπει τη συμπεριφορά των υποατομικών σωματιδίων. Παρόλο που και οι δύο έχουν επαληθευτεί και τελειοποιηθεί ευρέως με την πάροδο του χρόνου, πάντα αντιστέκονταν στις προσπάθειες ενοποίησης, προκαλώντας ακόμη και λαμπρά μυαλά όπως ο Stephen Hawking και ο ίδιος ο Einstein.

Η έλλειψη μιας θεωρίας «κβαντικής βαρύτητας» αποτελεί ένα από τα μεγαλύτερα εμπόδια στην πλήρη κατανόηση του Σύμπαντος. Η νέα προσέγγιση της Bianconi θα μπορούσε να τα αλλάξει όλα αυτά, αντιμετωπίζοντας τη χωροχρονική μετρική της Γενικής Σχετικότητας ως μαθηματικό τελεστή, μια έννοια γνωστή στον κόσμο της Κβαντικής Φυσικής.

Η εργασία αυτή προτείνει ότι η κβαντική βαρύτητα έχει εντροπική προέλευση και υποδηλώνει ότι το πεδίο G θα μπορούσε να είναι υποψήφιο για τη Σκοτεινή Ύλη. Επιπλέον, η αναδυόμενη κοσμολογική σταθερά που προβλέπεται από το μοντέλο μας θα μπορούσε να βοηθήσει στην επίλυση της ασυμφωνίας μεταξύ των θεωρητικών προβλέψεων και των πειραματικών παρατηρήσεων της διαστολής του Σύμπαντος.

Η θεωρία της Γενικής Σχετικότητας, παρά το γεγονός ότι είναι η καλύτερη περιγραφή της βαρύτητας που διαθέτουμε, δεν μπορεί να εξηγήσει φαινόμενα όπως η Σκοτεινή Ύλη και η Σκοτεινή Ενέργεια. Αυτά τα μυστηριώδη συστατικά αποτελούν περίπου το 95% του ενεργειακού περιεχομένου του Σύμπαντος, αφήνοντας μόνο το 5% στη συνηθισμένη ύλη που μπορούμε να περιγράψουμε με ευκολία με τις τρέχουσες θεωρίες.

Το νέο θεωρητικό πλαίσιο προβλέπει την εμφάνιση μιας θετικής κοσμολογικής σταθεράς μικρής αξίας, η οποία ευθυγραμμίζεται καλύτερα με τις παρατηρήσεις της επιταχυνόμενης διαστολής του Σύμπαντος υπό την επίδραση της Σκοτεινής Ενέργειας. Επιπλέον, από τη θεωρία προκύπτει ένα «πεδίο G» που θα μπορούσε να εξηγήσει τη βαρυτική επίδραση της Σκοτεινής Ύλης.

Σε χαμηλές ενέργειες και σε περιοχές του χώρου με μικρή καμπυλότητα, άρα με μικρή βαρύτητα, οι εξισώσεις που προκύπτουν από τη νέα αυτή θεωρία αναπαράγουν εκείνες της Γενικής Σχετικότητας. Ωστόσο, προχωρούν παραπέρα, προσφέροντας προβλέψεις που θα μπορούσαν να επαληθευτούν μέσω κοσμολογικών παρατηρήσεων.

Αν και βρίσκεται ακόμη σε πρώιμο στάδιο, δεδομένου του βάθους των επιπτώσεών της για τη θεμελιώδη κατανόηση του Σύμπαντος, η θεωρία αυτή αξίζει σίγουρα περαιτέρω διερεύνησης. Εάν επιβεβαιωθεί, αυτή η «συνταγή της βαρύτητας» θα μπορούσε να αποτελέσει μια από τις σημαντικότερες προόδους στη Θεωρητική Φυσική τις τελευταίες δεκαετίες, προσφέροντας επιτέλους έναν τρόπο να ενοποιηθούν οι δύο θεμελιώδεις θεωρίες που διέπουν το Σύμπαν μας και να χυθεί νέο φως στα πιο μυστηριώδη συστατικά του.

*Η κεντρική εικόνα αποτελεί δημιουργία του Imagen 3 για το Techgear.gr

[via]