Laboratoria.net
|
Zamknij X
|
Badania fizyków dotyczyły proces powstawania zwykłej czasoprzestrzeni
z wcześniejszego stanu, zdominowanego przez kwantową grawitację. Jak
wyjaśnili przedstawiciele FUW w przesłanym komunikacie, kilkanaście
miliardów lat temu, w epoce bliskiej Wielkiemu Wybuchowi, Wszechświat
był tak gęsty i tak gorący, że cząstki elementarne silnie odczuwały
istnienie grawitacji. Fizycy na całym świecie od dziesięcioleci
podejmują próby znalezienia praw kwantowej grawitacji, opisujących tę
fazę ewolucji Wszechświata.
Z analiz przeprowadzonych przez prof. Lewandowskiego z FUW i jego
doktoranta Adrea Dapora wynika, że różne cząstki elementarne odczuwają
istnienie różnych czasoprzestrzeni.
Najnowsze badania własności kwantowego wszechświata, przedstawione zostały m.in. podczas trwającej w Warszawie GR20/Amaldi10 - XX Międzynarodowej Konferencji Ogólnej Teorii Względności i Grawitacji (GR20) połączonej z X Konferencją Edoardo Amaldiego o Falach Grawitacyjnych (Amaldi10).
Jedną z prób opisu kwantowej grawitacji jest pętlowa grawitacja
kwantowa (Loop Quantum Gravity, LQG). W teorii tej przyjmuje się, że
czasoprzestrzeń ma budowę nieco podobną do tkaniny: składa się z bardzo
wielu bardzo małych i splątanych w pętle włókien. Przez pole o powierzchni jednego centymetra kwadratowego przechodziłyby biliony
trylionów trylionów trylionów (jeden i 66 zer) takich włókien.
Trzy lata temu grupa prof. Lewandowskiego skonstruowała matematycznie
spójny model łączący w ramach LQG mechanikę kwantową z ogólną teorią
względności. W modelu założono istnienie dwóch oddziałujących ze sobą
pól. Jednym jest pole grawitacyjne, które można utożsamiać z pewną
przestrzenią (ponieważ zgodnie z ogólną teorią względności grawitacja
zakrzywia czasoprzestrzeń, a zakrzywiona czasoprzestrzeń daje efekty
grawitacyjne). Drugim polem w modelu jest pole (skalarne), które każdemu
punktowi przestrzeni przyporządkowuje pewną liczbę. Pole to jest
interpretowane jako najprostszy rodzaj materii.
Obraz rzeczywistości w modelu fizyków z FUW jest kwantowy, a więc ma
cechy skrajnie odmienne od cech świata, z którym obcujemy na co dzień.
„W tej sytuacji wydawało nam się naturalne, by postawić pytanie: jak z pierwotnych stanów kwantowej grawitacji wyłania się znana nam wszystkim
czasoprzestrzeń? I skoro zwykła czasoprzestrzeń miałaby się rodzić w wyniku oddziaływania materii z kwantową grawitacją, to czy każdy typ
materii na pewno odczuwa czasoprzestrzeń o tych samych własnościach?” -
mówi prof. Lewandowski.
Aby znaleźć odpowiedzi na powyższe pytania, teoretycy najpierw
wyprowadzili wzory opisujące efekty oddziaływania kwantowej grawitacji z materią dla dwóch matematycznie najłatwiejszych przypadków: dla cząstek
pozbawionych masy spoczynkowej oraz dla prostych (skalarnych) cząstek
obdarzonych taką masą. W Modelu Standardowym, opisującym we współczesnej
fizyce cząstki elementarne i ich oddziaływania, odpowiednikiem cząstek
bezmasowych byłyby fotony, a skalarnych cząstek z masą – słynne bozony
Higgsa, odpowiedzialne za masy pozostałych cząstek: kwarków oraz
elektronów, mionów, taonów i stowarzyszonych z nimi neutrin.
Po wyprowadzeniu równań przedstawiających zachowanie cząstek zgodne z prawami kwantowo-grawitacyjnego modelu, fizycy z FUW zaczęli sprawdzać,
czy podobne wzory można otrzymać z użyciem zwykłych czasoprzestrzeni o różnych symetriach. Dla cząstek bezmasowych okazało się to możliwe.
Odszukana czasoprzestrzeń była izotropowa, czyli miała takie same
własności we wszystkich kierunkach.
„Według zbadanego przez nas, uproszczonego modelu, niezależnie od
tego, czy foton ma większy pęd czy mniejszy, większą energię czy
mniejszą, czasoprzestrzeń jawi mu się taka sama we wszystkich
kierunkach” - wyjaśnia prof. Lewandowski.
Dla cząstek z masą sytuacja wyglądała inaczej. Istnienie masy nakłada
bowiem pewien dodatkowy warunek na teorię. Fizycy z FUW wykazali, że
klasycznej czasoprzestrzeni, która jednocześnie spełniałaby warunek z masą i miała jednakowe własności we wszystkich kierunkach, nie można
skonstruować. Właściwą czasoprzestrzeń udało się znaleźć dopiero wśród
czasoprzestrzeni anizotropowych - w których wyróżnionym kierunkiem był
kierunek ruchu cząstki.
„Cząstki z masą nie tylko odczuwają inną czasoprzestrzeń niż fotony, ale każda z nich widzi swoją własną, prywatną wersję czasoprzestrzeni, w zależności od kierunku, w którym się porusza. Ten wynik jest dla nas ogromnym zaskoczeniem” - mówi doktorant Andrea Dapor.
"Czy najnowsze odkrycie oznacza, że Wszechświat cząstek z masą nie jest izotropowy? Fakt ten miałby ogromne znaczenie eksperymentalne i obserwacyjne. Odpowiedź brzmi jednak: nie, we Wszechświecie nie ma wyróżnionego kierunku. Jako obserwatorzy badający zachowanie cząstek elementarnych jesteśmy układami klasycznymi, a nie kwantowymi, i w pewnym sensie znajdujemy się +na zewnątrz+ świata cząstek. Nie jest wtedy istotne, co każda z cząstek +myśli+ o swojej czasoprzestrzeni. Niezależnie od kierunku nadlatywania, wszystkie cząstki zarejestrowane w laboratorium będą miały dokładnie te same cechy. Z tego powodu eksperymentalne potwierdzenie przewidywań teoretyków z FUW z pewnością nie będzie trywialne" - wyjaśniono w komunikacie.
Prace grupy prof. Lewandowskiego były finansowane z grantów Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego oraz Narodowego Centrum Nauki.
Z zaburzeniami wynikającymi z używania narkotyków czy alkoholu.
Odpowiednio zaprogramowane bakterie produkują leki, białka i żywność.
Poważniejsze zmiany powinny wejść w życie od następnego okresu.
25 maja 2018 roku zacznie obowiązywać Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2016/679 z dnia 27 kwietnia 2016 r (RODO). Potrzebujemy Twojej zgody na przetwarzanie Twoich danych osobowych przechowywanych w plikach cookies. Poniżej znajdziesz pełny zakres informacji na ten temat.
Zgadzam się na przechowywanie na urządzeniu, z którego korzystam tzw. plików cookies oraz na przetwarzanie moich danych osobowych pozostawianych w czasie korzystania przeze mnie ze strony internetowej Laboratoria.net w celach marketingowych, w tym na profilowanie i w celach analitycznych.
Administratorami Twoich danych będziemy my: Portal Laboratoria.net z siedzibą w Krakowie (Grupa INTS ul. Czerwone Maki 55/25 30-392 Kraków).
Chodzi o dane osobowe, które są zbierane w ramach korzystania przez Ciebie z naszych usług w tym zapisywanych w plikach cookies.
Przetwarzamy te dane w celach opisanych w polityce prywatności, między innymi aby:
dopasować treści stron i ich tematykę, w tym tematykę ukazujących się tam materiałów do Twoich zainteresowań,
dokonywać pomiarów, które pozwalają nam udoskonalać nasze usługi i sprawić, że będą maksymalnie odpowiadać Twoim potrzebom,
pokazywać Ci reklamy dopasowane do Twoich potrzeb i zainteresowań.
Zgodnie z obowiązującym prawem Twoje dane możemy przekazywać podmiotom przetwarzającym je na nasze zlecenie, np. agencjom marketingowym, podwykonawcom naszych usług oraz podmiotom uprawnionym do uzyskania danych na podstawie obowiązującego prawa np. sądom lub organom ścigania – oczywiście tylko gdy wystąpią z żądaniem w oparciu o stosowną podstawę prawną.
Masz między innymi prawo do żądania dostępu do danych, sprostowania, usunięcia lub ograniczenia ich przetwarzania. Możesz także wycofać zgodę na przetwarzanie danych osobowych, zgłosić sprzeciw oraz skorzystać z innych praw.
Każde przetwarzanie Twoich danych musi być oparte na właściwej, zgodnej z obowiązującymi przepisami, podstawie prawnej. Podstawą prawną przetwarzania Twoich danych w celu świadczenia usług, w tym dopasowywania ich do Twoich zainteresowań, analizowania ich i udoskonalania oraz zapewniania ich bezpieczeństwa jest niezbędność do wykonania umów o ich świadczenie (tymi umowami są zazwyczaj regulaminy lub podobne dokumenty dostępne w usługach, z których korzystasz). Taką podstawą prawną dla pomiarów statystycznych i marketingu własnego administratorów jest tzw. uzasadniony interes administratora. Przetwarzanie Twoich danych w celach marketingowych podmiotów trzecich będzie odbywać się na podstawie Twojej dobrowolnej zgody.
Dlatego też proszę zaznacz przycisk "zgadzam się" jeżeli zgadzasz się na przetwarzanie Twoich danych osobowych zbieranych w ramach korzystania przez ze mnie z portalu *Laboratoria.net, udostępnianych zarówno w wersji "desktop", jak i "mobile", w tym także zbieranych w tzw. plikach cookies. Wyrażenie zgody jest dobrowolne i możesz ją w dowolnym momencie wycofać.
Więcej w naszej POLITYCE PRYWATNOŚCI
Recenzje