Вчені запропонували революційну модель, яка може об’єднати квантову механіку та гравітацію — два наріжні камені сучасної фізики, що досі залишалися несумісними. Нова теорія відкидає класичне уявлення про гравітацію як викривлення простору-часу й замість цього описує її через систему чотирьох взаємопов’язаних квантових полів.

Відповідне дослідження опубліковане в журналі Reports on Progress in Physics.

Що не так із сучасними теоріями?

Фізики вже понад сто років намагаються об’єднати квантову механіку, яка описує поведінку частинок на мікроскопічному рівні, із загальною теорією відносності Ейнштейна, яка пояснює гравітацію як викривлення простору-часу. Обидві теорії успішні у своїх межах, але коли їх намагаються поєднати, виникають серйозні суперечності — зокрема, математичні протиріччя.

Що пропонує нова модель?

Група фізиків запропонувала альтернативну модель, в якій гравітація більше не описується як викривлення простору-часу. Натомість вона складається з чотирьох взаємозалежних квантових полів. Ці поля функціонують подібно до електричних або магнітних полів — реагують на масу так, як електромагнітне поле реагує на заряд чи струм.

Така структура дає змогу узгоджено включити квантові ефекти в опис гравітації, що досі було серйозною проблемою. Важливо й те, що нова модель не вимагає додаткових вимірів або невідомих параметрів, як це робить теорія струн. Усе базується на вже відомих фізичних константах.

У чому переваги?

• Сумісність з квантовою механікою. На відміну від класичної загальної теорії відносності, ця модель не суперечить квантовим законам.

• Математична простота. Теорія не потребує складної геометрії чи гіпотетичних додаткових вимірів.

• Перевірюваність. Передбачення цієї моделі можна перевірити за допомогою сучасних або майбутніх експериментів — не треба чекати відкриття нових частинок.

Які недоліки?

Попри амбітність, нова теорія ще не протестована на складних космологічних явищах — зокрема, сингулярностях чорних дір або процесах, що відбувалися під час Великого вибуху. Також повна математична узгодженість моделі ще не доведена.

Співавтор Мікко Партанен наголосив, що перші експериментальні докази можуть з’явитися через кілька десятиліть, але непрямі можуть прийти раніше.

Нагадаємо, знайдений на орбіті мікроорганізм шокував вчених.