یک مفهوم مثیر که سعی در آشتی نظریه گرانش اینشتین و مکانیک کوانتوم دارد

در دو مقاله همزمانی که توسط دانشگاه کالج لندن (UCL) منتشر شده‌اند، فیزیک‌دانان ممکن است یک نظریه نوآورانه را ارائه داده‌اند که قادر به ادغام نظریه گرانش اینشتین با دنیای مرموز مکانیک کوانتوم می‌باشد. اگر این نظریه صحیح باشد، ممکن است یکی از پیچیده‌ترین چالش‌های دهه‌های گذشته را در فهم ما از عملکرد جهان و ماهیت ماده حل نماید.

اساسات فیزیک مدرن بر دو تئوری اصلی استوار است: نظریه کوانتومی که به بررسی رفتار ذرات کوچک می‌پردازد، و نظریه نسبیت عام اینشتین که با توجه به انحنای فضا-زمان توضیح می‌دهد چگونه گرانش عمل می‌کند. با این حال، این دو تئوری از یکدیگر در تضادند و راه حلی جامع برای تلفیق آن‌ها هنوز یافت نشده است. بسیاری از دانشمندان نیز معتقدند که نظریه گرانش اینشتین نیاز به اصلاح یا “کوانتومی کردن” دارد تا در چارچوب نظریه کوانتومی جای بگیرد.

بنا به دو مقاله اخیر منتشر شده در Physical Review X و نیچر، پروفسور “جاناتان اوپنهایم” از دپارتمان فیزیک و نجوم UCL معتقد است که ایده نظریه کوانتومی بر فضا-زمان ممکن است دقیق نباشد. این فیزیک‌دان یک رویکرد جدید را مطرح کرده و معتقد است که فضا-زمان به عنوان یک مفهوم باید در حوزه فیزیک کلاسیک روشن شود و در واقعیت، وی آن را به طور کلی تحت سؤال می‌برد و به چالش می‌کشد این دو تئوری را تلفیق کرد.

جاناتان اوپنهایم و نظریه «پساکوانتومی گرانش کلاسیک»

پروفسور اوپنهایمر می‌گوید:

«نظریه کوانتومی و نظریه نسبیت عام اینشتین از نظر ریاضی با یکدیگر سازگاری ندارند، بنابراین مهم است که بفهمیم این تناقض چگونه حل می‌شود. آیا فضا-زمان باید کوانتیزه شود یا باید نظریه کوانتومی را اصلاح کرد، یا شاید پای چیز دیگری در میان است؟ هرکسی می‌تواند این را بفهمد که نظریه‌ بنیادی فضا-زمان اینشتین را نمی‌توان کوانتیزه کرد.»

«نظریه پساکوانتومی گرانش کلاسیک» جایگزینی است که به جای اصلاح فضا-زمان، هدف اصلی اش تحلیل نظریه کوانتومی است. این نظریه به بررسی نوسانات غیرقابل پیش‌بینی در فضا-زمان و انتقاد از نظریه کوانتومی می‌پردازد. براساس این نظریه، اگر فضا-زمان خود ماهیت کوانتومی نداشته باشد، به‌جای آن، باید نوسان‌های تصادفی در انحنای فضا-زمان وجود داشته باشد که ممکن است بتوان آن را به صورت تجربی اندازه‌گیری کرد.

پژوهش دوم در واقع به بررسی تجربی و آزمایشگاهی این نظریه می‌پردازد و توسط دانشجویان دکترای سابق پروفسور اوپنهایم انجام شده است. در این پژوهش، محققان با اندازه‌گیری دقیق جرم، سعی در پاسخ به این پرسش کردند که آیا وزن در طول زمان نوسان می‌کند یا خیر.