Физики нашли способ проверить теорию петлевой квантовой гравитации

Петлевая квантовая гравитация может решить одну из самых крупных проблем физики: примирить между собой общую теорию относительности и квантовую механику. Но подобно другим умозрительным теориям квантовой гравитации, петлевая квантовая гравитация еще не была проверена экспериментально. В своем новом исследовании, ученые обнаружили, что при испарении черных дыр, излучаемая ими радиация может оставить следы петлевой квантовой гравитации, отличные от обычного излучения Хокинга, которое ожидают от черных дыр.

Таким образом, испарение черных дыр позволит провести первую в мире экспериментальную проверку теории квантовой гравитации. Но проведение такого теста сопряжено с определенными трудностями, которые ученым еще предстоит преодолеть, ведь никому пока еще не удалось обнаружить какого-либо излучения от испаряющейся черной дыры.

Ученые из Франции и США опубликовали свое исследование озаглавленное "Проверка петлевой квантовой гравитации испарением черных дыр (“Probing Loop Quantum Gravity with Evaporating Black Holes”) в текущем выпуске Physical Review Letters. "В течении многих десятилетий, физика масштаба планковских величин считалась непроверяемой", - сказал соавтор Аурелиэн Баррау из Национального центра научных исследований Франции. "Но сейчас появилась вероятность, что она перейдет в плоскость экспериментальной физики! Это невероятно важное событие, особенно в приложении к петлевой квантовой гравитации".

В своем исследовании, ученые с помощью алгоритмов продемонстрировали, что первичные черные дыры содержат сразу два вида признака наличия петлевой квантовой гравитации, а более крупные черные дыры - один такой признак. Эти признаки относятся к свойствам энергетического спектра черных дыр, таким как широкие пики на определенных энергетических уровнях.

Применяя моделирование методом Монте-Карло, ученые смогли определить условия, при которых станет возможным различить предсказанные признаки петлевой квантовой гравитации. Хотя им удалось продемонстрировать, что анализ испарения черных дыр может послужить проверкой теории петлевой квантовой гравитации, ученые признались, что самая большая трудность будет заключаться в обнаружении испаряющихся черных дыр.

"Мы вынуждены признать, что обнаружить их будет нелегко", - сказал Баррау. "Но далеко не невозможно". Он добавил, что черными дырами список возможных кандидатов на проверку теории петлевой квантовой гравитации не ограничивается. В данный момент он занят изучением еще одного кандидата на эту роль: микроволнового фонового космического излучения. "В данный момент я работаю над космологической стороной петлевой квантовой гравитации", - сказал Баррау. "Это еще один метод проверки данной теории: определенные следы в космическом фоновом излучении могут быть обнаружены в будущем".

Оригинал (на англ. языке): Physorg

• IBM ускоряет обучение ИИ на скорости света при минимальном энергопотреблении
• Учёные впервые визуализировали форму одиночного фотона
• Солнечная система для зарядки электромобилей
• Крупнейший электрический самолёт взлетит в 2025 году
• ДНК-биочернила открывают новые горизонты для 3D-печати кровеносных сосудов
• Исследователи улучшили эффективность и долговечность солнечных элементов
• Тёмная материя: Как камера отслеживает невидимое
• Мягкий, растяжимый электрод имитирует тактильные ощущения с помощью электрических сигналов