Fizikçiler, Evrenimizle Çatışan Bir Kuantum Kuralını Yeniden Yazıyor

Cotler, “Geleceğin geçmişteki hiçbir şeye karşılık gelmeyen bazı konfigürasyonları var” dedi. “Geçmişte onlara dönüşecek hiçbir şey yok.”

Giddings, geçen yıl kara delikleri incelerken karşılaştığı paradoksal durumları ortadan kaldırmak için benzer bir ilke önerdi. “tarih önemlidirEvrenin verili bir durumunun ancak çelişkiler üretmeden geriye doğru evrilmesi durumunda fiziksel olarak mümkün olduğunu savunur. “Bu, bir nevi kalıcı bir bilmece oldu” dedi. Strominger ve Cotler, “bu bilmeceyi alıp, muhtemelen yeni bir şeyler düşünme biçimini motive etmek için kullanıyorlar.”

Giddings, yaklaşımın daha fazla gelişmeyi hak ettiğini düşünüyor. On yıl önce bir formül formüle etmeye çalışırken izometri hakkında benzer farkındalıklara ulaşan Dittrich de öyle. uzay-zamanın oyuncak kuantum teorisi işbirlikçisi Philipp Höhn ile. Bir umut, bu tür çalışmaların sonunda evrenimizi yönetebilecek belirli izometrik kurala yol açabileceğidir – “0, 01’e gider” den çok daha karmaşık bir reçete. Cotler, gerçek bir kozmolojik izometrinin, maddenin gökyüzündeki dağılımında hangi belirli modellerin mümkün olup hangilerinin olmadığını hesaplayarak ve ardından bu tahminleri gözlemsel verilere karşı test ederek doğrulanabileceğini tahmin ediyor. “Daha yakından bakarsanız, bunu bulacaksınız ama bunu değil,” dedi. “Bu gerçekten yararlı olabilir.”

İzometriye ve Ötesine

Bu tür deneysel kanıtlar gelecekte birikebilirken, yakın vadede, izometriye ilişkin kanıtların, uzay-zamanın işlenebilirliğini kuantum teorisinin genlikleri ile birleştirmeye yardımcı olduğunu gösteren teorik çalışmalardan ve düşünce deneylerinden gelmesi daha olasıdır.

Üniterliğin gıcırtılı göründüğü bir düşünce deneyi, uzay-zamanı bir çıkmaza sokan yoğun madde konsantrasyonları olan kara delikleri içerir. Stephen Hawking 1974’te karadeliklerin zamanla buharlaştığını ve içine düşen her şeyin kuantum durumunu sildiğini hesapladı; kara delik bilgi paradoksu. Cotler ve Strominger’in varsaydığı gibi, kara deliklerin izometrik olarak olgunlaşan Hilbert uzayları varsa, fizikçiler düşündüklerinden biraz farklı bir bilmeceyle karşı karşıya kalabilirler. Strominger, “Bunu dikkate almayan bir çözüm olabileceğini düşünmüyorum” dedi.

Diğer bir ödül de, yalnızca kozmosun nasıl büyüdüğünü değil, her şeyin en başta nereden geldiğini açıklayan ayrıntılı bir kuantum teorisi olacaktı. Arkani-Hamed, “Evrenimiz yok ve birdenbire bir evrenimiz var” dedi. “Bu ne tür bir üniter evrim?”

Ancak Arkani-Hamed, izometride üniterlik için yer değiştirmenin yeterince ileri gittiğinden şüphe ediyor. Sadece üniterlikten değil, kuantum teorisi ve genel görelilikteki birçok temel varsayımdan kurtulmaya çalışan bir araştırma programının liderlerinden biridir.

Kuantum mekaniğinin Isaac Newton’ın hareket yasalarından açık bir kopuş olması gibi, bundan sonra hangi teori gelirse gelsin tamamen yeni bir biçim alacağından şüpheleniyor. Yeni bir formun neye benzeyebileceğinin açıklayıcı bir örneği olarak, bir araştırma programına işaret ediyor. 2014 keşfi o sırada öğrencisi olan Jaroslav Trnka ile birlikte yaptı. Belirli parçacıklar çarpıştığında, olası her sonucun genliğinin geometrik bir nesnenin hacmine eşit olduğunu gösterdiler. amplituhedron olarak adlandırılan. Nesnenin hacmini hesaplamak, bir parçacık çarpışmasının ortaya çıkabileceği tüm yolları anbean zahmetli bir şekilde yeniden oluşturan genlikleri hesaplamak için standart yöntemler kullanmaktan çok daha kolaydır.

Şaşırtıcı bir şekilde, amplituhedron üniterliğe uyan cevaplar verirken, şeklin kendisini oluşturmak için prensip kullanılmaz. Parçacıkların uzayda ve zamanda nasıl hareket ettiğine dair herhangi bir varsayım da yoktur. Parçacık fiziğinin bu tamamen geometrik formülasyonunun başarısı, şu anda çatışan aziz ilkelerden arınmış, gerçekliğe yeni bir bakış açısı olasılığını artırıyor. Araştırmacılar, farklı parçacıklara ve kuantum teorilerine ait ilgili geometrik şekilleri keşfetme yaklaşımını yavaş yavaş genelleştiriyorlar.

“[It] üniterliği organize etmenin farklı bir yolu olabilir,” dedi Cotler, “ve belki de onu aşacak tohumlara sahiptir.”

Orijinal hikaye izniyle yeniden basılmıştır Quanta Dergisi, editoryal olarak bağımsız bir yayın Simon Vakfı misyonu, matematik, fizik ve yaşam bilimlerindeki araştırma gelişmelerini ve eğilimlerini ele alarak halkın bilim anlayışını geliştirmektir.