Les chercheurs ont découvert un pont potentiel entre la relativité générale et la mécanique quantique - deux théories physiques prééminentes - qui pourrait conduire les physiciens à repenser la nature même de l'espace et du temps.
La théorie de la relativité générale d'Albert Einstein décrit la gravité comme une propriété géométrique de l'espace et du temps. Plus l'objet est massif, plus sa distorsion spatio-temporelle et cette distorsion sont ressenties comme une gravité.
Dans les années 1970, les physiciens Stephen Hawking et Jacob Beckenstein ont noté la relation entre la surface des trous noirs et leur structure quantique microscopique, qui détermine leur entropie. Cela signifiait la première prise de conscience qu'il existe un lien entre la relativité générale et la mécanique quantique, rapporte vnauke.in.ua
Moins de trois décennies plus tard, le physicien théoricien Juan Maldacena a observé un autre lien entre la gravité et le monde quantique. Cette relation a conduit à la création d'un modèle qui suggère que l'espace-temps peut être créé ou détruit en faisant varier la quantité d'enchevêtrement entre les différentes surfaces d'un objet.
En d'autres termes, cela signifie que l'espace-temps lui-même, au moins tel que défini dans les modèles, est un produit de l'entrelacement entre les objets.
Pour explorer davantage cette ligne de pensée, Chungjun Cao et Sean Carroll du California Institute of Technology (CalTech) ont décidé de voir s'ils pouvaient réellement dériver les propriétés dynamiques de la gravité (comme on le sait de la relativité générale) en utilisant la structure dans laquelle l'espace-temps émerge du quantum. enchevêtrement. Leur recherche a été récemment publiée dans arXiv.
En utilisant un concept mathématique abstrait appelé espace de Hilbert, Cao et Carroll ont pu trouver des similitudes entre les équations qui régissent l'intrication quantique et les équations de relativité générale d'Einstein. Cela confirme l'idée que l'espace-temps et la gravité proviennent de l'intrication.
"L'une des plus évidentes est de tester si les symétries de la relativité sont restaurées dans cette structure, en particulier l'idée que les lois de la physique sont indépendantes de la vitesse à laquelle vous vous déplacez dans l'espace", a déclaré Carroll.
Vidéo promotionelle:
La théorie de tout
Aujourd'hui, presque tout ce que nous savons sur les aspects physiques de notre univers peut s'expliquer soit par la relativité générale, soit par la mécanique quantique. Le premier fait un excellent travail pour expliquer l'activité à de très grandes échelles, telles que les planètes ou les galaxies, tandis que le second nous aide à comprendre de très petites échelles, telles que les atomes et les particules subatomiques.
Cependant, les deux théories semblent incompatibles l'une avec l'autre. Cela a conduit les physiciens à rechercher une «théorie de tout» insaisissable - une structure unique qui expliquerait tout, y compris la nature de l'espace et du temps.
Étant donné que la gravité et l'espace-temps sont une partie importante de «tout», Carroll a déclaré qu'il pensait que les recherches que lui et Cao avaient faites pourraient aider à trouver une théorie qui concilie la relativité générale et la mécanique quantique.
«Notre recherche ne parle pas encore des autres forces de la nature, nous sommes donc encore assez loin de« créer une théorie de tout »», a-t-il déclaré.
Cependant, si nous pouvions trouver une telle théorie, cela pourrait nous aider à répondre à certaines des plus grandes questions auxquelles sont confrontés les scientifiques aujourd'hui. Nous pouvons enfin comprendre la vraie nature de la matière noire, de l'énergie noire, des trous noirs et d'autres objets spatiaux mystérieux.
Déjà, les chercheurs infiltrent la capacité du monde quantique à améliorer radicalement nos systèmes informatiques, et une théorie de tout pourrait potentiellement accélérer le processus en révélant de nouvelles perspectives sur un monde encore largement confus.
