Teorian mukaan hiukkaset eivät ole saman avaruusajan alaisia
Fysiikan mukaan ennen suurta räjähdystä - kosmista räjähdystä, joka olisi aiheuttanut maailmankaikkeuden - tilaa-aikaa sellaisena kuin me tiedämme, sitä ei ollut. Ja Science Daily -sivuston mukaan Varsovan yliopiston fyysikot ovat kehittäneet teorian selittääkseen tämän elementin luomisprosessin päätelmällä, että kaikkiin alkuainehiukkasiin ei sovelleta samaa avaruusaikaa.
Heti suuren räjähdyksen jälkeen - miljardeja ja miljardeja vuosia sitten - maailmankaikkeus oli niin tiheä ja kuuma, että olemassa oleville hiukkasille kohdistettiin sitten erittäin voimakas painovoima, ja on kulunut kauan sitten, kun fyysikot ympäri maailmaa ovat yrittäneet selvittää, mitkä niistä. ne olivat tämän kvanttigravitaation lakeja, joita sovellettiin universumin evoluution tähän vaiheeseen. Täältä tulee puolalaisten fyysikkojen ehdottama malli.
Uusi malli
Yksi teorioista, jotka yrittävät selittää avaruusajan syntymistä - joka tunnetaan nimellä Quantum Loop Gravity - viittaa siihen, että tällä elementillä on kudosmainen rakenne, joka koostuu valtavasta määrästä pieniä kuituja, jotka ovat kietoutuneet silmukoiden läpi, ja vain yhden neliö senttimetrin pinta-ala sisältää 10 66 näitä kuituja.
Puolalaisten ehdottama malli - jossa yhdistyvät yleinen suhteellisuusteoria ja kvanttimekaniikka - ehdottaa kahden vuorovaikutuskentän olemassaoloa. Yksi niistä, gravitaatio, voidaan tunnistaa avaruuden avulla, koska Einsteinin suhteellisuusteorian mukaan painovoima aiheuttaa käyrän avaruusajassa, mikä aiheuttaa gravitaatiovaikutuksia.
Toinen mallin kuvailema kenttä on skalaari ja antaa jokaiselle avaruuspisteelle numeron - tai asteikon - ja sitä voidaan tulkita olemassa olevan yksinkertaisimpana ainetyyppinä. Vaikea kuvitella? No, älä huoli, se on kvantitodellisuus, jolla on erilaisia ominaisuuksia kuin jokapäiväisessä todellisuudessa. Tämä uusi teoria pyrkii kuitenkin selittämään eroja kahden todellisuuden välillä: kvantti-avaruusaika ja perinteinen avaruusaika.
Quantum vs. tavanomainen avaruusaika
Fysiikan standardimallin mukaan fotonit ovat massattomia hiukkasia, kun taas toisen tyyppiset partikkelit, joita tutkitaan, ovat kuuluisia Higgs-bosoneja, jotka puolestaan vastaa muiden hiukkasten eli hiukkasten massasta. kvarkeja ja elektroneja, tausia, kuoneja ja niihin liittyviä neutriinoja.
Fyysikot ovat selittäneet, kuinka tiedossa oleva avaruusaika syntyy kvanttigravitaation varhaisista tiloista sekä siitä, johtuuko se kvanttigravitaation ja aineen välisestä vuorovaikutuksesta, fyysikot ovat määrittäneet aineen ja painovoiman välisen vuorovaikutuksen mallit. hiukkasille, joissa ei ole massaa, ja yksittäisille hiukkasille levossa ja, joiden massa on nolla.
Seuraava vaihe oli saada yhtälöt, jotka edustavat hiukkasten käyttäytymistä kvanttigravitaatiomallin lakien mukaisesti, ja sitten nähdä, voitaisiinko saada samanlaisia yhtälöitä ottaen huomioon tavanomainen avaruusaika, jolla on erilaiset symmetriat, ja odotettavissa olevan avaruusajan tulisi näyttää samat ominaisuudet kaikkiin suuntiin.
Erilaiset käytökset
Tutkimuksen mukaan yksinkertaisten, massattomien hiukkasten - eli fotonien - tapauksessa avaruusaika näyttää olevan sama kaikissa suunnissa riippumatta siitä, ovatko niiden energiat tai momentit suurempia vai pienempiä. Muiden tarkasteltujen hiukkasten osalta fyysikot kuitenkin havaitsivat, että massa asettaa mallille erityisen lisäedellytyksen.
Fyysikot päättelivät sitten, että tavanomaista avaruusaikaa - jolla on samat ominaisuudet kaikkiin suuntiin ja miettii massaolosuhteita samanaikaisesti - on mahdoton laskea. Tämä tarkoittaa, että sopiva avaruusaika voidaan tarkkailla vain sellaisen avaruuden ajan välillä, jonka ensisijainen suunta on sama kuin hiukkasten liike.
Fyysikkojen yllätykseksi tutkimus osoitti, että massahiukkasilla, jotka esittävät eri avaruusaikaa kuin fotoneja, on myös omat avaruusaikaversiot riippuen suunnasta, johon ne liikkuvat.
Mutta mitä sitten?
Vaikka tämä havainto viittaa siihen, että massahiukkasten universumilla ei ole samoja ominaisuuksia kaikkiin suuntiin, totuus on, että nykyiset tutkimukset, joihin sisältyy alkuainehiukkasten havaitseminen, osoittavat, että niiden siirtymän suunnasta riippumatta niillä on täsmälleen samat ominaisuudet.
Siksi ainakin käytännössä, parhaan tietomme mukaan, maailmankaikkeudella ei ole suosituinta suuntaa, mikä tarkoittaa, että puolalaiset fyysikot tekevät paljon työtä osoittaakseen ehdotetun mallin kokeellisesti. Lisäksi, koska makromiellemme havaitsemme maailmankaikkeutta, emme koskaan pysty havaitsemaan kunkin hiukkasen erityistä ja yksilöllistä avaruusaikaa kvantti ”pienessä maailmassa”.
