Квантова гравитация
From Wikipedia, the free encyclopedia
Квантовата гравитация е дял от теоретичната физика, чиято цел е да опише гравитацията в контекста на квантовата механика и там, където квантовите ефекти не могат да се пренебрегнат,[1] като например близо до компактни астрофизични обекти, при които въздействието на гравитацията е силно.
Сегашното разбиране на гравитацията се основава на общата теория на относителността на Алберт Айнщайн, която е формулирана в рамките на класическата физика. От друга страна, останалите три фундаментални взаимодействия на физиката се описват в рамките на квантовата механика и квантовата теория на полето, които са коренно различни формализми за описание на физическите явления.[2] Поради това, понякога се твърди, че е необходимо квантово механично описание на гравитацията, тъй като не може консистентно да се свърже класическа система с квантова такава.[3][4]:с. 11–12
Докато квантовата теория на гравитацията може да е необходима за съгласуване на общата теория на относителността с принципите на квантовата механика, възникват трудности, когато се приложат обичайните правила на квантовата теория на полето към силата на гравитацията чрез гравитони.[5] Проблемът се състои в това, че получената теория не подлежи на ренормализация (тя прогнозира безкрайни стойности за някои наблюдаеми свойства като масата на частиците) и следователно не може да се използва за направата на смислени физически прогнози. Поради това теоретиците са възприели по-радикални подходи към проблема с квантовата гравитация, най-популярната от които е струнната теория.[6] Макар струнната теория да се опитва да обедини гравитацията с другите фундаментални взаимодействия, други теории полагат усилия да квантуват гравитационното поле, докато го държат отделно от останалите взаимодействия.
Строго погледнато, целта на квантовата гравитация е само да опише квантовото поведение на гравитационното поле, но тя не си поставя за цел да обедини всички фундаментални взаимодействия в една математическа рамка. Докато всякакво значително подобрение на настоящото разбиране за гравитацията би спомогнало за по-нататъшната работа към унификация, изследването на квантовата гравитация е област с множество разклонения с различни подходи към унификация.
Една от трудностите при формулирането на теорията на квантовата гравитация е, че ефектите на квантовата гравитация се появяват при мащаб съизмерим с дължината на Планк (около 10−35 метра), който е недостъпен за ускорителите на частици. Следователно, физиците не разполагат с експериментални данни, които биха спомогнали за уточняването на теорията.[7][8]