«Размытая» гравитация: новая гипотеза о структуре Вселенной

Ученые продолжают искать способы объединить теории, описывающие законы макро- и микромира. Теория относительности Альберта Эйнштейна прекрасно объясняет поведение объектов в масштабах Вселенной, однако сталкивается с трудностями, когда речь идет о квантовой механике. Множество физиков пытаются создать Единую теорию, которая бы объединила эти две фундаментальные области. При этом некоторые предлагают незначительные изменения в теорию относительности, в то время как другие предлагают кардинальные пересмотры.

Пересмотром теории относительности является модифицированная ньютоновская динамика (MOND). Эта гипотеза отрицает необходимость существования таких понятий, как тёмная материя, которая пока остаётся гипотетической, хотя её присутствие и наблюдается в космических явлениях. Однако большинство физиков указывает на то, что у MOND есть свои недостатки, поэтому продолжаются поиски альтернативных решений.

Одним из таких подходов стала теория «размытых» гравитационных сил, предложенная группой учёных из Национального технического университета в Афинах. Они опубликовали статью в журнале Progress of Physics , где подробно изложили своё видение изменений в теории Эйнштейна. В основе их гипотезы лежит предположение о том, что пространство-время может быть не непрерывным, как это принято считать, а дискретным, подобно тому, как материя состоит из атомов. Эта идея обсуждается учеными уже не первый десяток лет, но до сих пор нет возможности экспериментально подтвердить это предположение, так как такие исследования требуют работы на уровне невероятно малых величин – порядка Планковской длины, которая примерно в 10^20 раз меньше диаметра протона.

Однако авторы гипотезы пошли дальше и предложили, что пространство-время не только дискретно, но и некоммутативно. В обычной геометрии порядок перемножения координат не имеет значения: результат всегда один и тот же. Однако, в этой новой теории «размытая» гравитация предполагает, что результат операции может зависеть от порядка перемножения пространственных координат.

Суть некоммутативной геометрии заключается в том, что когда координаты пространства-времени рассматриваются как величины, не подчиняющиеся коммутативному закону, это может привести к появлению квантовой структуры на очень малых расстояниях, вблизи Планковской длины. Это новое направление мысли позволяет исследовать фундаментальные взаимодействия в мире элементарных частиц, которые до сих пор сложно объяснить в рамках существующих теорий.

Однако, как это часто бывает с альтернативными гипотезами, у «размытой» гравитации есть свои ограничения. В частности, она не объясняет такие фундаментальные силы, как электромагнетизм, слабое и сильное ядерные взаимодействия. Для решения этой проблемы авторы работы предложили рассматривать более высокомерные пространства-времена.

Согласно статье, добавление дополнительных, дискретных и некоммутативных направлений к времени и трём пространственным измерениям может привести к возникновению взаимодействий элементарных частиц, аналогичных тем, которые наблюдаются в природе. Тем не менее, теория «размытой» гравитации предполагает, что отклонения от общей теории относительности начнут проявляться только на масштабах Планковской длины, что делает их недоступными для современных технологий, включая самые мощные ускорители частиц.

Таким образом, до тех пор, пока учёные не смогут разрешить противоречия между квантовой механикой и классической физикой, они будут продолжать поиски ответов как в четырёхмерном, так и в многомерном пространствах.