Fizica cuantică ar putea oferi o explicație mai bună pentru gravitație

Fizica cuantică ar putea oferi o explicație mai bună pentru gravitație
07:30 25.09.2017

Fizica cuantică și fizica clasică sunt cei doi piloni care ne explică lumea, dar încă sunt lucruri de clarificat între cele două. O nouă teorie vine cu un plus pentru cea cuantică.

În teoria cuantică, starea unei particule este descrisă de funcția de undă. Aceasta permite calcularea, de exemplu, a probabilității de a găsi particula într-un loc sau altul în funcție de momentul observării. Înainte de observare, nu este clar dacă există particula și, dacă da, unde. Astfel, realitatea este dată de acest act.

Fizica cuantică nu are însă o definiție pentru ce-i observarea, unde apare problema care duce la paradoxuri precum pisica lui Schrödinger, în care aceasta poate fi simultan moartă și vie în interiorul unei cutii, până când cineva deschide cutia pentru a arăta care dintre cele două variante este adevărată.

În ceea ce privește gravitația, o reconciliere cu fizica cuantică a fost de a arăta că vine în parcele indivizibile numite cuante, la fel ca forța electromagnetică, în fotoni. Totuși, o teorie a gravitației cuantice s-a dovedit nepractică.

Acum, o teorie nouă susține că gravitația ar putea apărea din fluctuațiile aleatorii la nivel cuantic. Antoine Tilloy de la Institutul „Max Planck” de Optică Cuantică din Garching, a încercat să ajungă la gravitație prin reglarea mecanicii cuantice standard.

Modelul de la care a pornit teoria gravitației în fizica cuantică

O soluție la astfel de paradoxuri este un așa-numitul model Ghirardi–Rimini–Weber (GRW), care a fost dezvoltat la sfârșitul anilor ’80. Acesta se bazează pe teoria colapsurilor și presupune că funcțiile de undă colapsează simultan. 

Tilloy a modificat acest model pentru a arăta cum poate duce la o teorie a gravitației. În modelul său, un colaps face ca o particulă să fie într-un singur loc și creează un câmp gravitațional în acel moment în spațiu-timp. Un sistem cuantic masiv, cu un număr mare de particule, este supus la numeroase colapsuri, iar rezultatul este un câmp gravitațional fluctuant.

Se pare că media acestor fluctuații este un câmp gravitațional care se așteaptă descoperit, pornind de la teoria gravitației lui Newton. Această abordare a unificării gravitației cu mecanica cuantică duce la ceea ce ai putea numi fizică „semiclasică”: gravitația apare din procesele cuantice, dar rămâne o forță clasică. „Nu există nici un motiv real să ignorăm această abordare, gravitația fiind clasică la nivel fundamental. Este foarte greu să generalizăm setările relativiste”, spune Tilloy.

Modelul său face niște predicții care pot fi testate. De exemplu, prevede că gravitația se manifestă diferit la nivel atomic față de ce se întâmplă la scară mare. În cazul în care aceste teste ar arăta că are dreptate, ar fi un indiciu că o cale către o teorie completă implică gravitația semiclasică.

Sursa: NewScientist