Симуляция структуры Вселенной (космической паутины). Изображение: Springel et al. (2005)
Математики разработали уравнение, которое связывает макрокосмические явления с крошечным квантовым миром, пишет «Хайтек».
Общая теория относительности хорошо работает для крупномасштабных объектов, в то время как квантовая физика точно описывает микроскопические явления. Исследователи из Университета Кхон Каен в Таиланде и китайского Нанкинского университета информационных наук и технологий описали математическую модель, которое связывает два этих мира.
Чтобы объединить квантовый и космические миры исследователи разработали математическую структуру, которая переопределила массу и заряд лептонов (фундаментальных частиц) с точки зрения взаимодействия между энергией поля и кривизной пространства-времени. С помощью новой модели математики доказали, что уравнение поля Эйнштейна, связанное с теорией относительности, эквивалентно квантовому уравнению.
Описание исследования:
"Полученное уравнение ковариантно в пространстве-времени и инвариантно относительно любого масштаба Планка. Поэтому константы Вселенной можно свести всего к двум величинам: длине Планка и времени Планка".
Общая теория относительности Эйнштейна объясняет, как работает гравитация. Согласно теории, планеты, звезды или галактики изгибают ткань пространства и времени вокруг себя. Объекты движутся по кривым в искривленном пространстве вокруг них. Чем массивнее объект, тем больше он искривляет пространство-время и тем сильнее гравитационный эффект.
Квантовая физика, с другой стороны, занимается изучением необычного поведения мельчайших частиц во Вселенной. Например, как электроны, могут существовать в нескольких состояниях или местах одновременно (суперпозиция), пока их не измерят.
До сих пор ученым не удавалось совместить два разных взгляда на мир и создать теорию всего, поскольку эти теории описывают Вселенную принципиально по-разному. Когда были предприняты попытки применить обе теории вместе, они давали противоречивые результаты. Например, общая теория относительности предсказывает, что ядро черной дыры имеет бесконечную плотность, в то время как квантовая физика предполагает, что такие бесконечности не могут существовать.
Создание модели, которая связывает макроскопический и микроскопический миры, поможет ответить на существующие вопросы, связанные с устройством Вселенной, и раскрыть фундаментальные законы. Например, объяснить, почему черные дыры не коллапсируют, каковы были условия во время Большого взрыва и как работает запутанность пространства-времени.
