Πώς η Ολογραφία θα μπορούσε να βοηθήσει στην επίλυση της κβαντικής βαρύτητας
Πώς λειτουργεί η βαρύτητα σε επίπεδο σωματιδίων; Το ερώτημα έχει προβληματίσει τους φυσικούς αφού οι δύο θεμελιώδεις θεωρίες της γενικής σχετικότητας (οι εξισώσεις του Άλμπερτ Αϊνστάιν που οραματίζονται τη βαρύτητα ως καμπύλες στη γεωμετρία του χωροχρόνου) και της κβαντικής μηχανικής (εξισώσεις που περιγράφουν τις αλληλεπιδράσεις σωματιδίων) έφεραν επανάσταση στον κλάδο πριν από περίπου έναν αιώνα.
Μια πρόκληση για την επίλυση του προβλήματος έγκειται στη σχετική αδυναμία της βαρύτητας σε σύγκριση με τις ισχυρές, αδύναμες και ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις που διέπουν το υποατομικό βασίλειο. Αν και η βαρύτητα ασκεί αναμφισβήτητη επιρροή σε μακροσκοπικά αντικείμενα όπως πλανήτες σε τροχιά, πηδώντας καρχαρίες και οτιδήποτε άλλο βιώνουμε σωματικά, παράγει αμελητέα επίδραση σε επίπεδο σωματιδίων, επομένως οι φυσικοί δεν μπορούν να δοκιμάσουν ή να μελετήσουν πώς λειτουργεί σε αυτή την κλίμακα.
Συγχέοντας τα πράγματα, τα δύο σετ εξισώσεων δεν παίζουν καλά μαζί. Η γενική σχετικότητα δίνει μια συνεχή εικόνα του χωροχρόνου ενώ στην κβαντομηχανική όλα κβαντίζονται σε διακριτά κομμάτια. Η ασυμβατότητά τους οδηγεί τους φυσικούς να υποψιάζονται ότι χρειάζεται μια πιο θεμελιώδης θεωρία για να ενοποιήσει και τις τέσσερις δυνάμεις της φύσης και να τις περιγράψει σε όλες τις κλίμακες.
Μια σχετικά πρόσφατη προσέγγιση για την κατανόηση της κβαντικής βαρύτητας χρησιμοποιεί μια «ολογραφική δυαδικότητα» από τη θεωρία χορδών που ονομάζεται αντιστοιχία AdS-CFT. Η τελευταία μας Σε θεωρία Το βίντεο εξηγεί πώς αυτή η αντιστοιχία συνδέει μια θεωρία σωματιδίων χαμηλότερης διάστασης με έναν χώρο υψηλότερης διάστασης που περιλαμβάνει τη βαρύτητα:
Αυτή η ολογραφική δυαδικότητα έχει γίνει ένα ισχυρό θεωρητικό εργαλείο στην αναζήτηση κατανόησης της κβαντικής βαρύτητας και της εσωτερικής λειτουργίας των μαύρων οπών και του Big Bang, όπου η ακραία βαρύτητα λειτουργεί σε μικροσκοπικές κλίμακες.
Ελπίζουμε να σας άρεσε αυτό το δεύτερο επεισόδιο από τη δεύτερη σεζόν του Quanta 's Στη Θεωρία σειρά βίντεο. Η δεύτερη σεζόν άνοιξε τον Αύγουστο με μια επεξήγηση με κινούμενα σχέδια για ένα μυστηριώδες μαθηματικό μοτίβο που έχει ανακαλυφθεί σε ανόμοια περιβάλλοντα - στα ενεργειακά φάσματα των βαρέων ατομικών πυρήνων, μια συνάρτηση που σχετίζεται με την κατανομή των πρώτων αριθμών, ένα ανεξάρτητο σύστημα διαύλου στο Μεξικό, φασματικές μετρήσεις του διαδικτύου, αρκτικές λίμνες, ανθρώπινα οστά και ευαίσθητα στο χρώμα κωνικά κύτταρα στα μάτια του κοτόπουλου. Για να μάθετε περισσότερα, παρακολουθήστε το πρώτο επεισόδιο παρακάτω:
23 Μαΐου 2019, ενημέρωση:Αυτό το επεισόδιο στη θεωρία προβλήθηκε στην εκπομπή SciTech Now του PBS. Τα άλλα βίντεο αυτής της σειράς εξερεύνησαν την εμφάνιση, τυρβώδεις ροές και διαγράμματα Feynman.
