Teoria kwantowej grawitacji, czyli długoletnie próby rozwiązania zagadki ze świata fizyki

Na łamach The European Physical Journal H pojawiła się publikacja poświęcona kwantowej teorii grawitacji.
Teoria kwantowej grawitacji, czyli długoletnie próby rozwiązania zagadki ze świata fizyki

Jej autorem jest Donald Salisbury z Austin College, który wziął pod uwagę dokonania Petera Bergmanna i Arthura Komara. To właśnie oni po raz pierwszy zaproponowali sposób, aby stworzyć kwantową teorię grawitacji. Ich pomysł opierał się na technikach Hamiltona-Jacobiego, które powstały w badaniach ruchu cząstek w celu uzyskania pełnego zbioru rozwiązań z jednej funkcji położenia cząstki i stałych ruchu.

Czytaj też: Ultraszybkie komputery kwantowe coraz bliżej. Wszystko dzięki rekordowej bramce

W przyrodzie wyróżnia się cztery rodzaje oddziaływań podstawowych: słabe, elektromagnetyczne, silne i grawitacyjne. Trzy pierwsze działają zarówno w obserwowalnym świecie modelowanym przez fizykę klasyczną, jak i w realiach fizyki kwantowej. Najwięcej trudności sprawia czwarte z oddziaływań, czyli grawitacja.

Teoria kwantowej grawitacji sprawia naukowcom najwięcej trudności

Ta w odniesieniu do świata kwantowego okazuje się twardym orzechem do zgryzienia. W latach 60. i 70. ubiegłego wieku Peter Bergmann z Uniwersytetu Syracuse i jego współpracownicy uznali, że aby udało się pogodzić ogólną teorię względności Einsteina ze światem kwantowym, trzeba znaleźć wielkości określające zdarzenia w przestrzeni i czasie, które miałyby zastosowanie we wszystkich układach odniesienia. Korzystając z technik Hamiltona-Jacobiego udało się wstępnie zrealizować ten cel.

Czytaj też: Sztuczna inteligencja będzie wykonywała obliczenia szybciej. Co ze zużyciem energii?

Odmiennego zdania byli między innymi John Wheeler i Bryce DeWitt, których zdaniem istotne jest jedynie znalezienie wielkości przestrzennych, które obowiązują we wszystkich układach odniesienia. Wykluczając czas, ich rozwiązania skutkują niejednoznacznościami w sposobie jego rozwoju, które znane są jako problem czasu. Według Salisbury’ego podejście proponowane przez Bergmanna rozwiązuje niejednoznaczność w sposobie rozwoju czasu. Z tego względu takie spojrzenie na sprawę powinno być nieco powszechniej rozpatrywane w kontekście teorii kwantowej grawitacji.