A kvantumgravitáció megoldhatja a kozmológia legnagyobb rejtélyét
Egy új tanulmány szerint a kvantumgravitáció segíthet megfejteni a világegyetem fő rejtvényét.
A 20. század elején úgy gondolták, a fizika mint tudományág gyakorlatilag kész van. A newtoni szabályrendszerben csak két apró nüánszot kellett megoldani: a nagyon nagy dolgok fizikáját, és a nagyon kicsit dolgokét.
A mindenség elmélete
Csakhogy ez a két terület távolról sem bizonyult olyan egyszerűnek, sőt, tanulmányozásuk a fizika teljesen új irányzatait nyitotta meg: az Einstein féle relativitást, valamint a kvantummechanikát.
Ráadásul, ami a legnagyobb probléma, hogy ez a két furcsa, de megalapozott irányzat a newtoni modellel is csak erőltetve fér össze, egymással viszont egyáltalán nem. A fizika a mindenség elméletének nevezi az egyenletet, amely a teljes univerzum működésének szabályrendszerét egyesíti. Bármennyire is elemi ez az egyenlet a tudomány szempontjából, a mai napig nem sikerült megfejteni, írja a Space.com. Olyan korszakalkotó zseniknek is beletört a bicskája, mint a már említett Einstein vagy Stephen Hawking.
A kvantumgravitáció lehet a híd?
A kvantumgravitáció új elmélete megpróbálja egyesíteni a kvantumfizikát az Einstein-féle relativitáselmélettel. Egy új kutatás szerint ráadásul a kvantumgravitáció elméletének egy variációja segíthet a kozmológia egyik legnagyobb rejtvényének megoldásában.
A tudósok közel egy évszázada tudják, hogy az univerzum tágul. De az elmúlt évtizedekben a fizikusok azt találták, hogy a tágulási sebesség különböző típusú mérései – úgynevezett Hubble-paraméterek – rejtélyes következetlenségeket mutatnak.
Egy apróságot kihagytak
Szó szerint. Ennek a paradoxonnak a feloldására egy új tanulmány azt javasolja, hogy a kvantumhatásokat vegyék bele a tágulási sebesség meghatározására használt egyik kiemelkedő elméletbe.
„Megpróbáltuk feloldani és megmagyarázni a Hubble-paraméter értékei közötti eltérést két különböző típusú megfigyelésből” – tette hozzá a tanulmány társszerzője, P.K. Suresh, az indiai Hyderabad Egyetem fizikaprofesszora e-mailben nyilatkozott a Live Science-nek.
A tágulás problémája
Az univerzum tágulását először Edwin Hubble azonosította 1929-ben. Az akkori legnagyobb távcsővel végzett megfigyelései felfedték, hogy a tőlünk távolabbi galaxisok nagyobb sebességgel távolodnak el. Bár a Hubble kezdetben túlbecsülte a tágulási sebességet, a későbbi mérések finomítottak a felfogásunkon, és a jelenlegi Hubble-paramétert rendkívül megbízhatónak minősítették.
Később új technikát vezettek be a tágulási sebesség mérésére a kozmikus mikrohullámú háttér, az ősrobbanás átfogó „utófényének” vizsgálatával.
Ezzel a kétféle méréssel azonban komoly probléma merült fel: az újabb módszer csaknem 10%-kal alacsonyabb Hubble-paraméterértéket produkált. A különböző mérések közötti ilyen eltérések, amelyeket Hubble-feszültségnek neveznek, potenciális hibákat jeleznek az univerzum evolúciójának megértésében.
Megoldási javaslat
A Classical and Quantum Gravity folyóiratban megjelent tanulmány megoldást javasolt ezeknek az eltérő eredményeknek az összehangolására. Hangsúlyozták, hogy a fizikusok közvetetten következtetnek a Hubble-paraméterre, az univerzum Einstein általános relativitáselméletén alapuló evolúciós modelljét alkalmazva.
A csapat amellett érvelt, hogy belefoglalják a kvantumhatásokat. Ezek a hatások az alapvető kölcsönhatásokra jellemzőek, és magukban foglalják a véletlenszerű terepi fluktuációkat és a részecskék spontán létrejöttét a tér vákuumából.
Kvantum-bizonytalanság
Annak ellenére, hogy a tudósok képesek integrálni a kvantumhatásokat más területek elméleteibe, a kvantumgravitáció továbbra is megfoghatatlan, ami rendkívül megnehezíti vagy akár lehetetlenné teszi a részletes számításokat. Tovább rontja a helyzetet, hogy ezeknek a hatásoknak a kísérleti tanulmányozása során a laboratóriumnál sok nagyságrenddel magasabb hőmérsékletet vagy energiát kell elérni.
Elismerve ezeket a kihívásokat, Suresh és Anupama a sok javasolt elméletben közös kvantumgravitációs hatásokra összpontosított.
Elméleti feltárásuk kimutatta, hogy a kvantumhatások figyelembevétele az univerzum tágulásának legkorábbi szakaszában valóban megváltoztathatja az elméletnek a mikrohullámú háttér jelenlegi tulajdonságaira vonatkozó jóslatait, így a Hubble-paraméterek két típusa konzisztens.
Hogyan tovább?
Természetesen végső következtetéseket csak akkor lehet levonni, ha a kvantumgravitáció teljes értékű elmélete ismert, de már az előzetes megállapítások is biztatóak. Ezenkívül a kozmikus mikrohullámú háttér és a kvantumgravitációs hatások közötti kapcsolat megnyitja az utat e hatások kísérleti tanulmányozására a közeljövőben, mondta a csapat.
Ez is érdekelhet:
itt tudod támogatni az oldalunkat
Érdemes elolvasni
Santorini titkos tűzforrása: Mi vár ránk a következő kitöréskor?
Mitől volt a Concorde olyan gyors?
Az 50 éve leállt Skynet műhold nem ott van, ahol lennie kéne
Pénteken indul Budapest két legnagyobb karácsonyi vásárja, ingyenes és pénztárcabarát opciókkal
„Új világrendet” hirdetett Putyin nyilvános beszéde után
700 éves, valódi Excaliburt találhattak egy sziklába ragadva