Jonathan Oppenheim tại Đại học College London đã phát triển một khung lý thuyết mới nhằm thống nhất cơ học lượng tử và lực hấp dẫn cổ điển – mà không cần đến lý thuyết về lực hấp dẫn lượng tử. Cách tiếp cận của Oppenheim cho phép lực hấp dẫn vẫn giữ nguyên tính cổ điển, đồng thời kết hợp nó với thế giới lượng tử bằng cơ chế ngẫu nhiên (ngẫu nhiên).

Trong nhiều thập kỷ, các nhà vật lý lý thuyết đã nỗ lực dung hòa thuyết tương đối tổng quát của Einstein – lý thuyết mô tả lực hấp dẫn – với lý thuyết lượng tử, lý thuyết mô tả gần như mọi thứ khác trong vật lý. Một vấn đề cơ bản là lý thuyết lượng tử giả định rằng không-thời gian là cố định, trong khi thuyết tương đối rộng cho rằng không-thời gian thay đổi linh hoạt để đáp ứng với sự hiện diện của các vật thể có khối lượng.

Cho đến nay, các nỗ lực hòa giải vẫn bị chi phối bởi ý tưởng cho rằng sự hiểu biết hiện tại của chúng ta về lực hấp dẫn là chưa đầy đủ và cần phải có một mô tả lượng tử hóa về sự tương tác. Lập luận này đã dẫn đến nhiều hướng nghiên cứu – bao gồm sự phát triển của lý thuyết dây và lực hấp dẫn lượng tử vòng. Tuy nhiên, các thí nghiệm để kiểm tra những ý tưởng này là vô cùng khó khăn và một lý thuyết về lực hấp dẫn lượng tử vẫn còn khó nắm bắt.

Thực tế đi đôi

Lực hấp dẫn lượng tử không phải là con đường duy nhất dẫn đến sự thống nhất, và vấn đề có thể được giải quyết bằng cách nghiên cứu xem liệu cơ học lượng tử và thuyết tương đối rộng có thể kết hợp với nhau trong trạng thái cùng tồn tại hay không.

Tuy nhiên, cách tiếp cận này đã thất bại vì nó dường như viện đến nhiều “định lý không đi” khác nhau khiến cho việc ghép nối là không thể. Thật vậy, nhiều sơ đồ ghép sẽ vi phạm nguyên lý bất định Heisenberg – nguyên lý trung tâm của thuyết lượng tử.

Một giả định quan trọng được chia sẻ bởi các sơ đồ ghép nối trước đó là mối liên hệ giữa thế giới lượng tử và thế giới hấp dẫn là có thể đảo ngược. Điều này có nghĩa là nếu trạng thái của hệ được đo tại bất kỳ thời điểm nào, nó có thể được sử dụng cùng với các phương trình chuyển động của nó để dự đoán trạng thái của nó tại bất kỳ thời điểm nào trong quá khứ hoặc tương lai.

Bây giờ, Oppenheim lập luận rằng giả định này có thể không cần thiết và nói rằng sự kết hợp có thể mang tính ngẫu nhiên. Điều này có nghĩa là trạng thái trong quá khứ và tương lai của hệ thống không thể dự đoán chính xác chỉ dựa trên một phép đo duy nhất. Thay vào đó, quá khứ và tương lai chỉ có thể được dự đoán bằng các phương trình xác suất đưa ra nhiều khả năng khác nhau.

Khung ngẫu nhiên

Trong nghiên cứu của mình, Oppenheim dựa trên ý tưởng này để phát triển một khuôn khổ ngẫu nhiên mới nhằm kết hợp thế giới lượng tử và thế giới hấp dẫn cổ điển. Vì những thế giới này có những quy tắc cơ bản khác nhau nên lý thuyết của Oppenheim sử dụng các lý thuyết thống kê riêng biệt cho từng thế giới.

Về mặt lượng tử, Oppenheim cho rằng các trạng thái của hệ thống liên tục bị ảnh hưởng bởi những dao động ngẫu nhiên trong môi trường xung quanh. Về mặt cổ điển, các trạng thái thay vào đó xuất hiện dưới dạng phân bố xác suất trong không gian pha của hệ thống.

Kết hợp hai mô tả này lại với nhau, Oppenheim mô tả một “trạng thái lượng tử cổ điển” duy nhất. Trạng thái này đồng thời dự đoán xác suất tồn tại của hệ thống trong một vùng không gian pha nào đó và trạng thái lượng tử của nó trong vùng cụ thể đó.

Điều này cho phép Oppenheim suy ra một phương trình mô tả sự kết hợp giữa cơ học lượng tử và lực hấp dẫn cổ điển, trong khi vẫn bảo toàn từng đặc tính riêng của chúng. Điều này lại cho phép anh ta khám phá những ý nghĩa vật lý sâu sắc hơn trong ý tưởng của mình. Chúng bao gồm khả năng kết hợp giữa thuyết tương đối rộng và lý thuyết trường lượng tử làm nền tảng cho Mô hình Chuẩn của vật lý hạt.

Đề xuất được mô tả trong Đánh giá vật lý X. trong một bài viết quan điểm kèm theo giấy tờ, Phòng trưng bày Thomas tại Viện Quang học Lượng tử và Thông tin Lượng tử của Áo ở Vienna cho biết ý tưởng của Oppenheim vừa cấp tiến vừa bảo thủ – bác bỏ các giả định có nguồn gốc vững chắc, trong khi vẫn nhất quán với các định luật vật lý lâu đời. Tuy nhiên, ông cảnh báo rằng “việc đánh đổi lượng tử để lấy tính ngẫu nhiên có những khó khăn về mặt khái niệm riêng”. Ông chỉ ra rằng, “Oppenheim phát hiện ra rằng thông tin lượng tử có thể bị mất trong lỗ đen, một kết quả mà nhiều nhà vật lý có thể thấy không thể chấp nhận được”.

• Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Trao quyền cho chính mình. Truy cập Tại đây.
• PlatoAiStream. Thông minh Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
• Trung tâmESG. Than đá, công nghệ sạch, Năng lượng, Môi trường Hệ mặt trời, Quản lý chất thải. Truy cập Tại đây.
• PlatoSức khỏe. Tình báo thử nghiệm lâm sàng và công nghệ sinh học. Truy cập Tại đây.
• nguồn: https://physicsworld.com/a/unifying-gravity-and-quantum-mechanics-without-the-need-for-quantum-gravity/