На теорию квантовой гравитации наложили новые ограничения
Теория квантовой гравитации пытается связать теорию относительности с квантовой механикой. Пока сделать это в полной мере не удалось, но новая работа приближает ученых к заветной цели
Физики давно пытаются описать гравитацию с помощью методов квантовой механики. Все существующие теории такой квантовой гравитации так или иначе связаны с внесением математических поправок в принцип неопределенности Гейзенберга, который количественно определяет пределы точности любого квантового измерения. Эти поправки возникают при рассмотрении гравитационных взаимодействий, а их введение приводит к обобщенному принципу неопределенности (ОПН).
ОПН играет роль в процессе испарения черной дыры, впервые описанном Стивеном Хокингом, а также помогает лучше понять взаимосвязи между термодинамикой и гравитацией. Интересно, что этот принцип также устанавливает нижний предел размеров объектов, которые можно исследовать. Этот предел называется «планковской длиной». Если сконцентрировать любое количество энергии в этом объеме пространства, то оно сожмется под действием силы тяжести и образует черную дыру.
На сегодняшний день есть две модели, по которым ученые модифицируют принцип неопределенности. Первая называется линейной, а вторая — квадратичной. Ранее физики проверили как линейную, так и квадратичную модель ОПН в квантовых экспериментах и наложили на их параметры строгие ограничения. Авторы новой работы решили пойти немного другим путем: они сравнили предсказания моделей обобщенного принципа неопределенности с данными наблюдений сверхновых звезд и микроволнового фона.
Результаты работы показали, что на квадратичную модель можно наложить более строгие ограничения, сравнимые с теми, что были установлены в некоторых квантовых экспериментах. Кроме того, авторы показали, что линейная модель не сходится с результатами наблюдений. В конечном счете, эти результаты показывают роль космических наблюдений в определении границ теорий квантовой гравитации.
Исследование опубликовано в The European Physical Journal C.
