新理論は誕生するようです:アインシュタインの引力と量子力学は統一することができますか?
英ロンドン大学アカデミー(UCL)物理学者は12月4日、「物理評論X」と「自然・通信」で発表した2つの論文の中で、引力と量子力学を統一しながらアインシュタインの古典的な時空概念を保持する驚くべき理論を提案した。
現代物理学は2つの柱の上に構築されている:1つは量子理論であり、それは宇宙の中で最小の粒子を制御している、もう一つはアインシュタインの広義相対性理論で、それは時空湾曲によって引力を説明する。しかし、この2つの理論は互いに矛盾しており、1世紀以上も和解することは難しい。
一般的な仮定では、アインシュタインの引力理論は量子理論に適応するために修正されたり、「量子化」されたりしなければならない。しかし、研究チームが今回『物理評論X』で提案した「古典引力の後量子理論」はこの仮説に挑戦し、時空が古典的である可能性、つまり量子理論に支配されていないことを示した。
新理論は時空を修正するのではなく、量子理論を修正し、時空自体が媒介する予測可能性の内在的崩壊を予測する。これにより、量子理論が想定しているよりも幅が大きく、十分に正確に測定すれば、物体の見かけの重量は予測できなくなる。
『自然・通信』に発表された論文では、非常に正確に質量を測定し、その重量が時間とともに変動するかどうかを観測する実験が提案されている。
研究により、時空が量子的な性質を持っていなければ、時空曲率には必ずランダムな変動が存在し、この変動は実験で検証できる特定の特徴を持っていることが証明された。
実験概念は簡単だが、物体の秤量は極めて正確である必要がある。研究は2つの測定可能な量の間の明確な関係、すなわち時空変動の規模、および原子やリンゴなどの物体が2つの異なる位置の量子重畳においてどのくらいの時間保持することができるかを明らかにした。
この理論の出発点は、研究者がブラックホール情報問題を解決しようとしたことだ。標準量子理論によると、ブラックホールに入った物体情報は破壊されないが、これは広義相対性理論に違反している(広義相対性理論はブラックホール事件の視界を通過した物体を永遠に理解できないと考えている)。予測可能性の根本的な崩壊により、新理論は情報が破壊されることを可能にする。
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