Einstein sa konečne zohrial na kvantovú mechaniku? Výskumný tím redefinuje energiu na vysvetlenie čiernych dier

Einsteinovi neboli cudzie ani matematické výzvy. Snažil sa definovať energiu spôsobom, ktorý uznáva zákon zachovania energie aj kovariancie, čo je základná črta všeobecnej teórie relativity, kde sú fyzikálne zákony rovnaké pre všetkých pozorovateľov.

Výskumný tím z Yukawského inštitútu pre teoretickú fyziku na Kjótskej univerzite navrhol nový prístup k tomuto dlhodobému problému definovaním toho, čo sa teraz urobilo. energie zahrnúť koncepciu entropia, Hoci sa veľa úsilia vynaložilo na zosúladenie veľkoleposti všeobecnej teórie relativity s kvantovou mechanikou, „riešenie je šokujúco intuitívne,“ hovorí člen tímu Shuichi Yokoyama.

Einsteinove rovnice poľa vysvetľujú ako záležitosť a veľkosť energie vesmírny čas A ako štruktúra časopriestoru zase prenáša hmotu a energiu. Je však mimoriadne ťažké vyriešiť tento súbor rovníc, ako je napríklad odvodenie správania náboja spojeného s tenzorom hybnosti energie, poruchového faktora popisujúceho hmotnosť a energiu.

Výskumný tím pozoroval, že zachovanie náboja sa podobá entropii, ktorú možno opísať ako mieru počtu rôznych spôsobov usporiadania častí systému.

A je tu háčik: zachovaná entropia popiera túto štandardnú definíciu.

Existencia tejto konzervovanej veličiny je v rozpore s princípom základnej fyziky známym ako Noetherova veta, v ktorej zachovanie akejkoľvek veličiny zvyčajne vzniká z nejakého druhu príčinnej súvislosti. symetria v systéme.

Prekvapivo, zatiaľ čo iní výskumníci ešte nepoužili túto novú definíciu tenzora hybnosti energie, ďalší člen tímu, Shinya Aoki, hovorí, že „je tiež znepokojený tým, že v normálnom zakrivenom časopriestore možno definovať zachované množstvo aj bez symetrie. .“

V skutočnosti tím dokonca aplikoval tento nový prístup na pozorovanie rôznych kozmických javov, ako je rozpínanie vesmíru a podobne. čierne diery, Zatiaľ čo výpočty dobre zodpovedajú aktuálne akceptovanému správaniu entropie pre Schwarzschildove čierne diery, rovnice ukazujú, že hustota entropie je sústredená v singularite v strede čiernej diery, čo je oblasť, kde je časopriestor nedostatočne definovaný.

Autori dúfajú, že ich výskum povedie k hĺbkovej diskusii medzi mnohými vedcami nielen v teórii gravitácie, ale aj v základnej fyzike.