Айнщайн най-накрая се обръща към квантовата механика? Изследователският екип предефинира енергията, за да обясни черните дупки

Айнщайн не беше чужд на математическите предизвикателства. Той се бори да дефинира енергията по начин, който признава както закона за запазване на енергията, така и ковариацията, съществената характеристика на общата теория на относителността, в която физическите закони са еднакви за всички наблюдатели.

Изследователски екип в Института по теоретична физика Юкава към Университета в Киото предложи нов подход към този дългогодишен проблем, като идентифицира енергия за интегриране на концепцията не може да. Въпреки че са положени много усилия за съвместяването на елегантността на общата теория на относителността с квантовата механика, „решението е шокиращо интуитивно“, казва членът на екипа Шуичи Йокояма.

Полевите уравнения на Айнщайн описват как Тема форма на енергия Свободно време И как структурата на пространство-времето от своя страна движи материята и енергията. Решаването на този набор от уравнения обаче е много трудно, като например определянето на поведението на заряда, свързано с тензора енергия-импульс, обезпокоителният фактор, описващ масата и енергията.

Изследователският екип отбеляза, че запазването на заряда е подобно на ентропията, което може да бъде описано като мярка за броя на различни начини за подреждане на части от система.

И има проблем: запазената ентропия се противопоставя на тази стандартна дефиниция.

Съществуването на това запазено количество противоречи на принцип във фундаменталната физика, известен като теоремата на Ньотер, в която запазването на всяка величина като цяло възниква поради някакъв вид симетрия в системата.

Изненадан, че други изследователи всъщност не са приложили тази нова дефиниция на тензора на енергия-импульс, друг член на екипа, Шиня Аоки, добавя, че е „също заинтригуван, че в общо извито пространство-времето може да се определи запазено количество дори без симетрия. “

Всъщност екипът също така приложи този нов подход за наблюдение на различни космически явления, като разширяването на Вселената и черни дупки. Докато изчисленията отговарят добре на приетото в момента поведение на ентропията за черна дупка на Шварцшилд, уравненията показват, че плътността на Вселената е концентрирана в сингулярността в центъра на черната дупка, област, където пространството-времето става лошо дефинирано.

Авторите се надяват, че техните изследвания ще стимулират по-задълбочена дискусия сред много учени не само в теорията на гравитацията, но и в основната физика.