Рубрика: Физика
Нов приод за проучување на квантната гравитација
Автор: Петар Лагудин
Објавено на 24.08.2018 - 20:30

Силата на гравитацијата според класичната физика

Современата физика се темели на два основни столба – Ајнштајновата општа теорија за релативитетот и квантната физика. Двете теории многу успешно ги објаснуваат законите и однесувањето на објектите во две наполно различни подрачја – Теоријата за релативитетот во подрачјето на макросветот, т.е. во космички размери, а квантната физика во подрачјето на микросветот, т.е. во светот на субатомските микрочестички. Но, обете теории се парцијални теории, бидејќи во нив важат различни закони, па тие не се компатибилни меѓу себе.

Така, на пример, во квантната физика, физичките големини не може да имаат каков било износ, како што е тоа во Теоријата за релативитетот, туку само одредени скалести износи составени од одреден број единечни износи, т.н. кванти. Натаму, основен принцип во квантната физика е квантната суперпозиција, според кој квантните состојби на елементарните честички можат да се збројуваат (суперпонираат), аналогно, како што можат да се збројуваат брановидните состојби во класичната физика. Уште понатаму, во квантната физика постои својство на т.н. сплотеност (entanglement), кое во теоријата за релативитетот не постои. Според тоа својство, промена на спинот (вртежниот момент) на една од елементарните честички, којашто е во пар со некоја друга елементарна честичка, инстантно се пренесува и на другата, иако тие меѓусебно не се поврзани. И на крајот, во квантната физика честичките имаат интеракција помеѓу себе со јасно дефинирани сили – електромагнетска, јака нуклеарна и слаба нуклеарна сила, додека Ајнштајновата теорија за релативитетот ја отфрли гравитацијата како сила, а нејзиното привлечно дејство го припишува како последица од геометриското својство простор-времето да се искривува во близина на некоја маса.

Меѓутоа, во науката не постојат “автономни” теории, па очигледно дека различноста меѓу наведените две теории произлегува од нивната некомплетност. Мора да постои некое сè уште неоткриено научно начело коешто ги поврзува. Како пример за евентуалната поврзаност меѓу наведените две теории можеби е прашањето: дали објектите привлекувани од електромагнетската сила се однесуваат идентично како кога се привлекувани од гравитацијата од некоја блиска планета? Одговорот на ова прашање според Теоријата за релативитетот гласи: инерцијалната маса којашто се спротивставува на промена на состојбата на објектот и неговата гравитациска маса се едно исто, и тоа начело во науката е општо познато како “Ајнштајнов еквивалент”. Меѓутоа, дали наведениот “Ајнштајнов еквивалент”, освен во Теоријата за релативитетот, важи и на квантно ниво?

Со обид да се разреши тоа прашање се зафатиле теоретичарите Магдалена Цич (Magdalena Zych) од Универзитетот на Квинсленд, Австралија, и Часлев Брукнер (Caslev Brukner), од Универзитетот во Виена, Австрија. Имено, тие во списанието Nature Physics предложиле сосема нов метод, којшто е комбинација од двете наведени теории. Така, од Теоријата за релативитетот тие ја земаат во дејство познатата Ајнштајнова “формула на векот” E = m · c2, која кажува дека кога објектите добиваат повеќе енергија, нивната маса се зголемува, а тоа применето на атомите во движење со различни енергетски нивоa, резултира со нивни различни маси. Оваа равенка тие ја комбинираат со “квантната суперпозиција”, начело од квантната физика коешто претходно го објаснивме. Поентата е следна: ако според релативитетот, различни енергетски нивоa создаваат различни маси, “квантната суперпозиција” според квантната физика создава многу квантни состојби, така што нивната тотална маса ќе се “размачка” низ целото подрачје на износите од тие состојби.

Во таа насока, наведената двојка Цих – Брукнер предложи реализација на соодветен тест, кој ќе “ѕирка” во квантното однесување на гравитациската акцелерација, но ние не можеме да навлегуваме во деталите на тестот. Само ќе кажеме дека според авторите на тестот, тој би можел да помогне да се процени дали наведениот Ајнштајнов еквивалент важи и во квантната физика, а евентуалната негова потврда, би значела чекор напред, кон меѓусебно приближување на наведените две парцијални теории.

За крај, само уште ќе додадеме дека научниците интензивно работат на откривање на т.н. “Теорија за сè”, којашто ќе ги обедини и наведените две парцијални теории.

Силата на гравитацијата според класичната физика

Силата на гравитацијата според класичната физика

Гравитацијата според теоријата за релативитетот.

Гравитацијата според теоријата за релативитетот.