wszechświat
dodano: 2016-11-22
Czarne dziury, tunele czasoprzestrzenne i sekrety kwantowej czasoprzestrzeni

W FIZYCE TEORETYCZNEJ jest mnóstwo niezwykłych pomysłów, ale najdziwniejsze z nich to splątanie kwantowe i tunele czasoprzestrzenne. Pierwszy, przewidziany przez mechanikę kwantową, opisuje zdumiewający typ korelacji między obiektami (zwykle atomami lub cząstkami subatomowymi), które pozornie nie są fizycznie ze sobą połączone. Tunele czasoprzestrzenne, wynikające z praw ogólnej teorii względności, to skróty łączące odległe obszary przestrzeni i czasu. Z badań prowadzonych w ostatnich latach przez kilku teoretyków (w tym i mnie) wynika, że istnieje związek między tymi, wydawałoby się, odległymi ideami. Prowadząc obliczenia dotyczące czarnych dziur, stwierdziliśmy, że splątanie kwantowe i tunele czasoprzestrzenne mogą być sobie równoważne – być tym samym zjawiskiem, tylko odmiennie opisanym – i uważamy, że to podobieństwo występuje także w innych sytuacjach.


Równoważność ta może mieć głębokie konsekwencje, może się bowiem okazać, że sama czasoprzestrzeń powstaje ze splątania bardziej podstawowych, mikroskopijnych składników Wszechświata. Wynika z niej także, że splątane obiekty – pomimo że uważano je za pozbawione fizycznego połączenia – mogą być powiązane ze sobą w znacznie prostszy sposób, niż myśleliśmy.

Co więcej, związek między splątaniem a tunelami czasoprzestrzennymi może pomóc w opracowaniu zunifikowanej teorii mechaniki kwantowej i czasoprzestrzeni – czegoś, co fizycy nazywają kwantową grawitacją – która wyprowadzi prawa fizyki rządzące makroskopowym światem z oddziaływań obowiązujących w rzeczywistości atomowej i subatomowej. Taka teoria jest konieczna dla zrozumienia Wielkiego Wybuchu i wnętrza czarnych dziur.

Co ciekawe, zarówno idee splątania kwantowego, jak i tuneli czasoprzestrzennych mają swój początek w dwóch artykułach napisanych przez Alberta Einsteina i jego współpracowników w 1935 roku. Na pierwszy rzut oka wydaje się, że prace te dotyczą bardzo różnych zjawisk, zaś Einstein prawdopodobnie nigdy nie podejrzewał, iż może między nimi istnieć jakiś związek. W istocie, splątanie kwantowe bardzo martwiło niemieckiego fizyka, który nazwał je „upiornym działaniem na odległość”. Jak na ironię, efekt ten może okazać się pomostem łączącym ogólną teorię względności ze światem kwantowym.

Więcej w miesięczniku „Świat Nauki" nr 12/2016 »
Drukuj »
Ten artykuł nie został jeszcze skomentowany.
Aktualne numery
11/2017
10/2017 - specjalny
Kalendarium
Listopad
19
W 1912 r. urodził się George Emil Palade, amerykański cytolog, laureat Nagrody Nobla.
Warto przeczytać
Czy znasz powiedzenie że matematykowi do pracy wystarczy kartka, ołówek i kosz na śmieci? To nieprawda! Pasjonującą, efektowną i praktyczną matematykę poznaje się dopiero w laboratorium.

Logowanie

Nazwa użytkownika

Hasło

dodano: 2016-11-22
Czarne dziury, tunele czasoprzestrzenne i sekrety kwantowej czasoprzestrzeni

W FIZYCE TEORETYCZNEJ jest mnóstwo niezwykłych pomysłów, ale najdziwniejsze z nich to splątanie kwantowe i tunele czasoprzestrzenne. Pierwszy, przewidziany przez mechanikę kwantową, opisuje zdumiewający typ korelacji między obiektami (zwykle atomami lub cząstkami subatomowymi), które pozornie nie są fizycznie ze sobą połączone. Tunele czasoprzestrzenne, wynikające z praw ogólnej teorii względności, to skróty łączące odległe obszary przestrzeni i czasu. Z badań prowadzonych w ostatnich latach przez kilku teoretyków (w tym i mnie) wynika, że istnieje związek między tymi, wydawałoby się, odległymi ideami. Prowadząc obliczenia dotyczące czarnych dziur, stwierdziliśmy, że splątanie kwantowe i tunele czasoprzestrzenne mogą być sobie równoważne – być tym samym zjawiskiem, tylko odmiennie opisanym – i uważamy, że to podobieństwo występuje także w innych sytuacjach.


Równoważność ta może mieć głębokie konsekwencje, może się bowiem okazać, że sama czasoprzestrzeń powstaje ze splątania bardziej podstawowych, mikroskopijnych składników Wszechświata. Wynika z niej także, że splątane obiekty – pomimo że uważano je za pozbawione fizycznego połączenia – mogą być powiązane ze sobą w znacznie prostszy sposób, niż myśleliśmy.

Co więcej, związek między splątaniem a tunelami czasoprzestrzennymi może pomóc w opracowaniu zunifikowanej teorii mechaniki kwantowej i czasoprzestrzeni – czegoś, co fizycy nazywają kwantową grawitacją – która wyprowadzi prawa fizyki rządzące makroskopowym światem z oddziaływań obowiązujących w rzeczywistości atomowej i subatomowej. Taka teoria jest konieczna dla zrozumienia Wielkiego Wybuchu i wnętrza czarnych dziur.

Co ciekawe, zarówno idee splątania kwantowego, jak i tuneli czasoprzestrzennych mają swój początek w dwóch artykułach napisanych przez Alberta Einsteina i jego współpracowników w 1935 roku. Na pierwszy rzut oka wydaje się, że prace te dotyczą bardzo różnych zjawisk, zaś Einstein prawdopodobnie nigdy nie podejrzewał, iż może między nimi istnieć jakiś związek. W istocie, splątanie kwantowe bardzo martwiło niemieckiego fizyka, który nazwał je „upiornym działaniem na odległość”. Jak na ironię, efekt ten może okazać się pomostem łączącym ogólną teorię względności ze światem kwantowym.