Astrofizyk „naprawia” ogólną teorię względności, pozbywając się kluczowego prawa: ScienceAlert

Albert Einstein był mądrym ciasteczkiem; Nie ma co do tego wątpliwości. Ale nawet on wiedział, że jego teoria ogólnej teorii względności – odpowiedź XXI wieku na uniwersalną teorię grawitacji Newtona – nie była doskonała.

Podobnie jak używany samochód, który kupiłeś za pierwszą wypłatę, radzi sobie z codziennymi sprawami. Pchnij mocno pod strome wzgórze Albo zaparkuj go w pobliżu centrum handlowego, a silnik będzie wibrował, aż się zatrzyma.

Rozwiązanie zaproponowane przez Hamida Rezę Fazlullaha, absolwenta astrofizyki na Uniwersytecie Przyjaźni Narodów Rosyjskich, polega na tym, aby zanurkować pod maskę i dowiedzieć się, które komponenty nie są tak potrzebne, jak się wydaje.

Uważa się, że usuwając prawo zachowania właściwości matematycznych dotyczących energii i pędu, ogólna teoria względności może pokonać kilka progów zwalniających.

Grawitacja opisuje tendencję obiektów posiadających masę do zagęszczania się. Niezależnie od tego, czy chodzi o zderzenie galaktyk, księżyc walczący z bezwładnością planety, czy jabłko spadające na Ziemię ze szczytu drzewa, modele grawitacji muszą wyjaśniać, dlaczego masy się przyciągają.

Jednak taka teoria musiałaby również sprawdzić się we wszechświecie, w którym obiekty o identycznych ładunkach odpychają się, wyjaśnić, dlaczego jądra atomowe sklejają się z niesamowitą siłą lub dlaczego neutrony spontanicznie rozpadają się, tworząc protony. Muszą także działać stabilnie, gdy masy stają się tak gęste lub czasoprzestrzeń tak skompresowana, że ​​samo światło nie jest już w stanie uciec.

Szczerze mówiąc, choć dobra, ogólna teoria względności nie spełnia tego zadania.

„Problem nienormalizowalności grawitacji Einsteina jest dobrze znany. Doprowadził do dziesiątek prób potraktowania go jako teorii niskiej energii” – powiedział Fadlallah. On mówi.

Renormalizacja Jest to magiczna sztuczka stosowana przez fizyków teoretyków w celu ukrycia frustrujących nieskończoności w polach kwantowych. Kiedy wydaje się, że pętle rzeczywistości na zawsze cofają się w mylący fraktal, wyciągnij niektóre z tych technik z worka, a Twój model znów stanie na solidnym gruncie.

Ogólna teoria względności nie ułatwia tego. W związku z tym faliste pola czasoprzestrzeni, które opisuje, nie splatają się z piaszczystymi brzegami mechaniki kwantowej, prowadząc do niemieszalnego układu fizycznego, który wymaga dwóch teorii natury, w których jedna może mieć więcej sensu.

Na szczęście sformułowanie ogólnej teorii względności przez Einsteina również opierało się na szeregu założeń. Miał dobre powody, aby to uwzględnić, ale ostatecznie wszechświat może po prostu mieć wątpliwości, czy było to uzasadnione.

Jednym z podstawowych założeń ogólnej teorii względności jest to, że zakrzywienie przestrzeni i czasu odpowiada… Energia i pęd są zachowane. Innymi słowy, poruszanie się po oceanie czasoprzestrzeni z A do B nie powinno wpływać na twoją energię ani prędkość, chyba że nastąpi zmiana sił.

To założenie jest dobre i dobre w płaskim, pustym wszechświecie. Ale wszechświat jest zakrzywiony i zakrzywiony, pełen galaktyk, elektronów i wirtualnych cząstek, które pojawiają się i znikają.

W 1976 rFizyk angielski Piotr Rastall Dotarliśmy do zupełnie innego modelu grawitacji, który sugeruje, że materia oraz krzywizna przestrzeni i czasu są powiązane w nietrywialny sposób, pozostawiając pole manewru standardowemu prawu zachowania pędu i energii.

Modelując inny wątek w oparciu o podobne myślenie, Fadlallah sięgnął do relatywistycznej termodynamiki – fizyki wymiany energii w dość ekstremalnych warunkach – aby znaleźć transformacje energii i pędu przypominające równania stosowane w ogólnej teorii względności.

Rezultatem jest nowy sposób opisu wyłaniania się grawitacji z krzywizny czasoprzestrzeni, który pozbywa się pewnych podstawowych założeń, a jednocześnie jest przydatny do takich celów, jak wyjaśnianie rozszerzania się wszechświata.

Choć dobry, genialny pomysł Einsteina jest w jakiś sposób wyraźnie błędny. Nie ma sensu być zbyt konserwatywnym, gdy los ma wszystko pod ręką.

Badanie to zostało opublikowane w Europejski Dziennik Fizyczny C.