مقالهای جدید در حوزه فیزیک، گامی مهم به سوی دستیابی به «نظریه همهچیز» برداشته است که تلاشی برای تلفیق گرانش با جهان کوانتومی بهشمار میرود. بااینحال، این نظریه تا تایید و اثبات تجربی فاصله زیادی دارد.
به گزارش زومیت، دانشمندان در مقالهی جدید که در مجلهی Reports on Progress in Physics منتشر شده است، بازنگری جدیدی در نظریه گرانش ارائه کردهاند که میتواند بدون نیاز به ابعاد اضافی یا فرضیات پیچیدهای که در مباحثی مانند نظریه ریسمان مطرح میشود، زمینهساز توصیفی کاملاً سازگار با مکانیک کوانتومی باشد.
در قلب نظریه تازه فیزیکدانان، بازنگری در نحوه رفتار گرانش در سطح بنیادی وجود دارد. درحالیکه نیروهای الکترومغناطیسی، ضعیف و قوی همگی با نظریه میدان کوانتومی (چارچوبی ریاضی که عدم قطعیت و دوگانگی موج-ذره را در بر میگیرد) توضیح داده میشوند، گرانش همچنان استثنا مانده است.
نسبیت عام، یعنی همان نظریه گرانش انیشتین، گرانش را به عنوان انحنای هندسه فضا-زمان ناشی از جرم و انرژی توصیف میکند. اما تلاش برای ادغام نظریه کوانتومی با نسبیت عام اغلب به مشکلات جدی ریاضی ازجمله احتمالهای بینهایت منتهی میشود.
رویکرد جدید، میدان گرانشی را طوری بازتعریف میکند که با ساختار نظریههای شناختهشده میدان کوانتومی جور درمیآید. میکو پارتانن، فیزیکدان دانشگاه آلتو در فنلاند و یکی از نویسندگان مطالعه، در ایمیلی به لایوساینس نوشت: «نظریه ما رویکردی جدید برای گرانش کوانتومی ارائه میدهد که شباهت زیادی به فرمولبندی سایر برهمکنشهای بنیادی مدل استاندارد دارد.»
رویکرد جدید، میدان گرانشی را طوری بازتعریف میکند که با ساختار نظریههای شناختهشده میدان کوانتومی جور درمیآید
در مدل جدید، به جای اینکه گرانش باعث خمیدگی فضا-زمان شود، ازطریق چهار میدان مرتبط به هم منتقل میشود که هرکدام شبیه میدان حاکم بر نیروهای الکترومغناطیسی است. این میدانها همانند میدانهای الکتریکی و مغناطیسی که به بار و جریان پاسخ میدهند، به جرم واکنش نشان میدهند. این میدانها علاوه بر اینکه با یکدیگر تعامل دارند، با میدانهای مدل استاندارد نیز به گونهای ارتباط برقرار میکنند که در سطح کلاسیک، نسبیت عام را بازتولید کرده و همزمان امکان واردکردن اثرات کوانتومی را به صورت سازگار فراهم میکند.
ازآنجایی که مدل جدید ساختاری مشابه نظریههای کوانتومی شناختهشده دارد، از مشکلات ریاضی که پیشتر مانع کوانتومیشدن نسبیت عام میشدند، اجتناب میکند.
بهگفتهی نویسندگان، چارچوب پیشنهادی آنها نظریهای کوانتومی و منسجم ارائه میدهد که از مشکلات رایجی همچون بینهایتهای غیرفیزیکی (اعداد بینهایتی که در دنیای واقعی معنا ندارد و نمیتوان اندازه گرفت یا مشاهده کرد) و احتمالهای منفی اجتناب میکند. چنین مشکلاتی معمولا هنگام کوانتومیکردن نسبیت عام به روشهای معمول و ساده رخ میدهند.
یکی از مهمترین مزایای رویکرد جدید، سادگی آن است. برخلاف بسیاری از مدلهای گرانش کوانتومی که نیازمند ذرات ناشناخته و نیروهای اضافی هستند، این نظریه بر مبنای مفاهیم آشنا و پذیرفتهشده باقی میماند.
جوکا تولکی، استاد دانشگاه آلتو و از نویسندگان مقاله، توضیح میدهد یکی از مهمترین مزایا و تفاوتهای نظریهی آنها با بسیاری از نظریههای گرانش کوانتومی دیگر این است که نیازی به ابعاد اضافی ندارد که هنوز به طور مستقیم توسط آزمایشها تایید نشدهاند. علاوهبراین، این نظریه از پارامتر آزاد جدیدی فراتر از ثابتهای فیزیکی شناختهشده بینیاز است. به عبارت سادهتر، نظریهی جدید میتواند بدون نیاز به کشف ذرات جدید یا تغییر قوانین فیزیکی موجود، مورد آزمایش قرار گیرد.
نگاه به آینده
با وجود ویژگیهای امیدوارکننده، مدل جدید در مراحل اولیه قرار دارد. گرچه محاسبات اولیه نشان میدهند نظریه در آزمونهای استاندارد سازگاری عملکرد قابل قبولی دارد، اثبات کامل و نهایی سازگاری آن همچنان در دست بررسی است. همچنین این چارچوب هنوز برای پاسخ به برخی از عمیقترین پرسشهای فیزیک گرانش، مانند ماهیت واقعی تکینگیهای سیاهچاله یا فیزیک بیگبنگ، به کار گرفته نشده است.
تایید تجربی نظریه جدید ممکن است چالشی بزرگی باشد. گرانش ضعیفترین نیروی شناختهشده است و ویژگیهای کوانتومی آن بسیار ظریف و پیچیدهاند. انجام آزمایشهای مستقیم برای بررسی اثرات گرانش کوانتومی، فراتر از قابلیتهای تجهیزات کنونی است.
آزمایش اثرات گرانش کوانتومی بهدلیل ضعیفبودن نیروی گرانش، بسیار دشوار است. بااینحال، ازآنجا که این نظریه فاقد پارامترهای مبهم و قابل دستکاری است، اگر آزمایشی انجام شود که رفتار گرانش در سطح کوانتومی را بررسی کند، میتواند این نظریه را تأیید یا رد کند. به عبارت سادهتر، این نظریه مشخص بوده و قابل دستکاری نیست، پس هر آزمایشی که بخواهد آن را بسنجد، پاسخی قطعی به همراه خواهد داشت.
پارتانن میگوید با توجه به سرعت فعلی پیشرفتهای نظری و تجربی، ممکن است چند دهه طول بکشد تا نخستین دستاوردهای آزمایشگاهی که شواهد مستقیم از اثرات گرانش کوانتومی را نشان میدهند، حاصل شود. اما شواهد غیرمستقیم ازطریق مشاهدات پیشرفتهتر میتواند زودتر به دست آید.
تحقیقات اخیر پارتانن و تولکی مسیر جدیدی را پیش روی پژوهشگرانی قرار داده است که در پی دستیابی به نظریهای کوانتومی برای گرانش هستند. ویژگی مهم رویکرد نوین، تکیهی آن بر چارچوبهای معتبر و موفق فیزیک ذرات است که تاکنون دستاوردهای قابلتوجهی در توصیف نیروهای بنیادین طبیعت داشتهاند. مسیر تازه میتواند دریچهای بهسوی پاسخ به برخی از بنیادیترین و پیچیدهترین پرسشهای مربوط به ماهیت جهان، ازجمله چگونگی تعامل گرانش با سایر نیروها و چیستی فضا و زمان بگشاید.
منبع :
مهلت دانشجویان الزهرا(س) برای ثبتنام وام تحصیلی و ودیعه مسکن متأهلی
اعلام نتیجه اولیه آزمون سردفتری اسناد رسمی نوبت سال ۱۴۰۴
مجموعهرباعی «دوستش داشته باش» سروده میلاد عرفانپور منتشر شد
روایت زندگینامه شهید حاج اسماعیل رضایی منتشر میشود
۱۵ درصد مدارس کشور در برنامه بازرسیهای دورهای قرار میگیرند
ارائه ۸۵ طرح دانشآموزی در بیستوهشتمین جشنواره جوان خوارزمی
تصویر منتشر شده از جاسک
تصویری از عملیات های نیروی هوایی ارتش در شب های اخیر
رژیم چنج در آمریکا رخ داد+عکس
امروز آخرین مهلت اعتراض به آزمونهای ارشد و دکتری علوم پزشکی
نسخه پیشنهادی سند حکمرانی نظامهای ارزیابی آموزش عالی بررسی شد
طرح نوین تغذیه با محوریت دانشجویان اجرا میشود
پژوهش مسئلهمحور؛ کلید استفاده واقعی از ظرفیت علمی دانشگاهها
استارلینک پایان حکمرانی ارتباطات در ایران است؟
هکرها با دمای بانک خون فرانسه بازی کردند و آن را بالا بردند
تصویب کلیات آییننامه جدید ارتقای اعضای هیئت علمی
دانشگاه شهید بهشتی دلایل عدم تعلق وام دانشجویی را اعلام کرد
فاز دوم آمایش آموزش عالی بهروز شد
داریوش فرهنگ گوینده یک مستند شد
ابلاغ مصوبه جدید شرکت مجدد در آزمون دستیاری پزشکی توسط رئیس جمهور
رابرت پتینسون با چهلمین جایزه سینماتک آمریکا تجلیل میشود
اجرای کنسرتنمایش «فرهاد» در تماشاخانه نوفل لوشاتو
اجرای نمایش «خاک نشینان» در فرهنگسرای نیاوران
شکست ترامپ سوژه کارلوس لطوف شد
اهمیت آموزش اخلاق و رفتار حرفهای در محیط دانشگاه به پزشکان جوان
تأکید بر حمایت از ظرفیتهای بومی امنیت سایبری
لزوم متناسبسازی مستمر آموزش علوم پزشکی با نیازهای نظام سلامت
تصویر/فراز مهم پیام رهبر انقلاب
۲ پهپاد لوکاس غنیمت گرفته شدهٔ دشمن آمریکایی توسط سپاه+عکس
آزمون وکالت کانون وکلای دادگستری ۱۴۰۵ با حضور ۱۰۱ هزار نفر برگزار شد
دانشآموزان ایران پای آرمانهای انقلاب و دفاع از وطن ایستادهاند
اخذ مجوز استخدام ۹ معلم بازمانده حادثه دبستان شجره طیبه میناب
فوتبال از مدرسه تا تیم ملی؛ وعده تازه برای کشف استعداد در دانشآموزان
ایلان ماسک اسپیس ایکس و تسلا را ادغام میکند؟
ترامپ اورکل را وادار به عقب نشینی از قرارداد با تراشه ساز چینی کرد
تصمیم جدید وزارت علوم درباره درخواست دانشگاهها برای ایجاد رشته جدید
با وجود تحریمها، تجهیزات کوانتومی بومی در حال ساخت است
وام تحصیلی این دانشجویان ۵۰ درصد افزایش مییابد
تغییر و بهروزرسانی ۵۰ تا ۷۰ درصدی رشتههای کشاورزی
گوگل به مدارس هشدار داد
دختران ایرانی در جستجوی «خود»؛ هویت در میدان کشمکش سنت و مدرنیته
روز مبارزه با استکبار، روز به خاک مالیدن پوزه قلدران وحشی خواهد شد
قرآن از راز ماندگاری قدرت فرعون میگوید
آغاز کار نگارش جلد دوم مجموعه چهار جلدی «کربنشناسی»
آیا بانکها برای خلق پول به مجوز فقهی نیاز دارند؟
مسجد باید میداندار اصلی فعالیتهای قرآنی جامعه شود
وام تحصیلی دانشجویان برتر، ممتاز و متأهل ۵۰ درصد افزایش مییابد
ثبتنام وامهای تحصیلی و ودیعه مسکن متأهلی دانشجویان شروع شد
اعلام فهرست رشتههای پذیرش مستقیم دستیاری تخصصی از بین پزشکان عمومی
وزیر علوم: پیوند دانش و فناوری، قدرت ملی را افزایش میدهد
مسئولیت شرعی والدین در قبال نیازهای فرزندان امروز چیست؟
موج جدید هک سوپرمارکتهای اروپا
سرلشکر رضایی: ملت ایران شکست بزرگی را به ترامپ تحمیل کرد
واکنش کاخ سفید پس از شکست جمهوریخواهان در انتخابات میاندورهای+عکس
شکار پهپادهای آمریکایی سوژه توییت سخنگوی سپاه+عکس
پاسخ صمیمانه فرمانده نیروی دریایی سپاه به نامه دختران جهادگر مازندرانی+عکس
بت ترامپ با شکست در جنگ با ایران ترک برداشت+عکس
زلزلهٔ ۳.۱ ریشتری در عمق ۱۵ کیلومتری زمین، بیرم فارس را لرزاند
انتخابات میاندورهای آمریکا و ضربه سیاسی بزرگ به دونالد ترامپ
کنایه سفارت ایران در لندن به ترامپ پس از شکست انتخاباتی +عکس
تب هوش مصنوعی در شرکتها هم داغ شد
علت فوت حمید علیدوستی چه بود؟
داروهایی که به نفع ویروس عمل میکند و سلامت بیمار را به خطر میاندازد
کشف یک جرم مرموز در لبه منظومه شمسی توسط اخترشناسان
تصویر روز ناسا از شب در سیارهای وهمانگیز
کنجکاوی کودک تا کجا باید درباره تلفن همراه والدین پیش برود؟
کتاب صوتی «پلهای مدیسون کانتی» منتشر شد
چرا از قهرمانان فقط مدالهایشان را میبینیم؟
کتاب «همسفیر» منتشر شد
ستاره اسکندری پس از هفت سال به صحنه تئاتر بازمیگردد
کمبود جدی فضای آموزشی در مناطق حاشیهای و پرتراکم شهری
دانشآموزان قرآنی شایسته قدردانی هستند
چرا سریال «روشنایی شب» با واکنش رسانه صهیونیستی مواجه شد؟
محدودیت دسترسی به اطلاعات اسلحهها برای نوجوانان در چت جی پی تی
ثبتنام آزمون انتخاب حسابدار رسمی سال ١۴۰۵ آغاز شد؛ اعلام زمان آزمون
تسهیلات جدید برای قبولیهای ارشد و دکتری از سوی وزارت علوم
نمرات مردودی دانشجویان ورودی ۱۴۰۲ به بعد در معدل کل محاسبه نمیشود
تفکیک مسیر ارتقای اساتید علوم انسانی از رشتههای مهندسی و کشاورزی
امکان ویرایش معدل و سهمیه در آزمون کارشناسی ارشد علوم پزشکی فراهم شد
کلیداولیه آزمون دکتری تخصصی علوم پزشکی۱۴۰۵ منتشر شد
ثبتنام وامهای تحصیلی و ودیعه مسکن متأهلی دانشجویان شروع شد
آزمون وکالت کانون وکلای دادگستری ۱۴۰۵ با حضور ۱۰۱ هزار نفر برگزار شد
اعلام فهرست رشتههای پذیرش مستقیم دستیاری تخصصی از بین پزشکان عمومی
وزیر علوم: پیوند دانش و فناوری، قدرت ملی را افزایش میدهد
اهمیت آموزش اخلاق و رفتار حرفهای در محیط دانشگاه به پزشکان جوان
وام تحصیلی این دانشجویان ۵۰ درصد افزایش مییابد
موج جدید هک سوپرمارکتهای اروپا
دانشآموزان ایران پای آرمانهای انقلاب و دفاع از وطن ایستادهاند
تصویر/فراز مهم پیام رهبر انقلاب
پاسخ صمیمانه فرمانده نیروی دریایی سپاه به نامه دختران جهادگر مازندرانی+عکس
۲ پهپاد لوکاس غنیمت گرفته شدهٔ دشمن آمریکایی توسط سپاه+عکس
مسئولیت شرعی والدین در قبال نیازهای فرزندان امروز چیست؟
وام تحصیلی دانشجویان برتر، ممتاز و متأهل ۵۰ درصد افزایش مییابد
لزوم متناسبسازی مستمر آموزش علوم پزشکی با نیازهای نظام سلامت
روز مبارزه با استکبار، روز به خاک مالیدن پوزه قلدران وحشی خواهد شد
زلزلهٔ ۳.۱ ریشتری در عمق ۱۵ کیلومتری زمین، بیرم فارس را لرزاند
قرآن از راز ماندگاری قدرت فرعون میگوید
بت ترامپ با شکست در جنگ با ایران ترک برداشت+عکس
دختران ایرانی در جستجوی «خود»؛ هویت در میدان کشمکش سنت و مدرنیته
کنایه سفارت ایران در لندن به ترامپ پس از شکست انتخاباتی +عکس
تصمیم جدید وزارت علوم درباره درخواست دانشگاهها برای ایجاد رشته جدید
آغاز کار نگارش جلد دوم مجموعه چهار جلدی «کربنشناسی»
شکار پهپادهای آمریکایی سوژه توییت سخنگوی سپاه+عکس
اخذ مجوز استخدام ۹ معلم بازمانده حادثه دبستان شجره طیبه میناب
تغییر و بهروزرسانی ۵۰ تا ۷۰ درصدی رشتههای کشاورزی
سرلشکر رضایی: ملت ایران شکست بزرگی را به ترامپ تحمیل کرد
ترامپ اورکل را وادار به عقب نشینی از قرارداد با تراشه ساز چینی کرد
آیا بانکها برای خلق پول به مجوز فقهی نیاز دارند؟
واکنش کاخ سفید پس از شکست جمهوریخواهان در انتخابات میاندورهای+عکس
گوگل به مدارس هشدار داد
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.