Теория струн, и петлевая квантовая теория гравитации очень динамичны как исследовательские программы со значительными шансами открытия новых законов природы. Каждая достигла много больше, чем дальновидные эксперты могли бы предполагать при заключении пари двадцать лет назад. Мы начнем с проблем самой квантовой гравитации.
читатьВозможно, Большой взрыв не был началом нашей Вселенной — она могла образоваться в результате управляемого сложными гравитационно-квантовыми эффектами Большого отскока, стремительного сжатия, породившего взрыв. В современной науке понятие атома — настолько общепринятая концепция, что трудно вспомнить, насколько радикальным оно было когда-то.
читатьФизики воссоздали условия, которые существовали в момент рождения Вселенной, и получили поразительные результаты. В течение последних пяти лет сотни ученых используют мощнейший ускоритель Брукхейвенской национальной лаборатории для создания условий, существовавших в момент рождения Вселенной. В Релятивистском коллайдере тяжелых ионов (RHIC) сталкиваются два встречных пучка ядер золота, движущихся почти со скоростью света. Столкновения атомных ядер, в результате которых возникают чрезвычайно горячие, плотные сгустки материи и энергии, имитируют события первых микросекунд после Большого взрыва. В коротких мини-взрывах, как в зеркале, отражаются самые первые мгновения нашего мира, когда материя была ультрагорячим, сверхплотным варевом из кварков и глюонов, мечущихся во все стороны и постоянно сталкивающихся друг с другом. Адский суп был приправлен щепоткой электронов, фотонов и других легких элементарных частиц. Его температура составляла триллионы градусов, и он был в сотни тысяч раз горячее, чем солнечное ядро.
читатьБольшую часть двадцатого столетия физики имели дело с двумя фундаментальными физическими теориями — квантовой теорией и общей теорией относительности (ОТО). Последняя есть теория Эйнштейна пространства, времени и гравитации, в то время как первая описывает существенно все остальное в природе. Такая ситуация была возможна, так как не было экспериментов, исследующих режимы, в которых представлены и квантовые и гравитационные эффекты.
читатьЕсли соединить теорию относительности с квантовой теорией поля, то удастся пролить свет на природу пространства и времени. Физика подобна кулинарии. Возьмем один ингредиент, потом другой и соединим их вместе. Главное – сочетать необходимые элементы таким образом, чтобы, как только зазвенит звонок в духовке, вселенная получилась такой, какой нужно, считает Фотини Маркопулу Каламара (Fotini Markopoulou Kalamara), одна из самых многообещающих физиков в мире.
читать