Die meisten Experten sind sich einig, dass die allgemeine Relativitätstheorie modifiziert werden muss, damit die Quantentheorie funktioniert. Der Wissenschaftler Jonathan Oppenheim wettete 5000:1, dass die Schwerkraft keine Quantenkraft sei, weil er sich nicht so sicher war.
Während JONATHAN OPPENHEIM ab und zu gerne Wetten abschließt, sind seine Interessen eher esoterisch als Pferderennen oder einarmige Banditen. Als Quantenphysiker am University College London setzt Oppenheim gerne auf die fundamentale Natur der Realität, und seine neueste Wette betrifft die Raumzeit selbst.
Die beiden großen Theorien der Physik stehen grundsätzlich im Widerspruch zueinander. Die Allgemeine Relativitätstheorie, die argumentiert, dass die Schwerkraft das Ergebnis der Raumzeitkrümmung durch Masse ist, wird in einer Ecke als eine Art flexibles Blatt dargestellt. Die andere ist die Quantentheorie, die davon ausgeht, dass alle Materie und Energie in diskreten, kleinen Stücken existieren und die Welt auf subatomarer Ebene beschreiben. Zusammengenommen können sie verwendet werden, um viele Realitäten zu beschreiben. Das einzige Problem ist, dass man sie nicht kombinieren kann, weil die Raum-Zeit-Beschreibung und die partikuläre Mathematik der Quantentheorie nicht gut zusammenarbeiten.
Die Mehrheit der Physiker glaubt, dass die „Quantisierung“ der Schwerkraft – oder der Nachweis, wie die Raumzeit, wie die anderen drei Naturkräfte, aus winzigen Quanten besteht – die Antwort liefern wird. In der Praxis erfordert dies eine Modifikation der Allgemeinen Relativitätstheorie, um dem Quantenparadigma gerecht zu werden, ein Problem, das Wissenschaftler seit fast einem Jahrhundert plagt. Oppenheim bezweifelt jedoch, ob diese Annahme falsch ist und wettet 5000:1, dass Raumzeit letztlich kein Quantum ist.
In einem Interview mit New Scientist erfährt Oppenheim, warum er glaubt, dass akzeptierte Weisheiten in dieser Situation falsch sein könnten, wie Experimente diese Frage beantworten könnten und warum Physiker eine gute Wette mögen.
Jeremy Howgego Kann man mit Recht sagen, dass die Mehrheit der Physiker glaubt, dass der beste Weg, die allgemeine Relativitätstheorie mit der Quantentheorie zu kombinieren, darin besteht, die Quantentheorie zu manipulieren?
Laut Jonathan Oppenheim wird sich die Allgemeine Relativitätstheorie schließlich zu einer Quantentheorie entwickeln. Es gibt jedoch einen Unterschied zwischen denen, die sich auf die Quantifizierung von allem konzentrieren, und denen, die sich mit der Quantentheorie befassen. Da zum Beispiel die Relativitätsgruppe viel über die Zeit nachdenkt, gibt es mehr Unsicherheit. Sie werden sehr verwirrt, wenn Sie versuchen, die Zeit zu quantifizieren. Dies wirft einige Bedenken auf.
Aus meiner Sicht weiß ich es ehrlich gesagt nicht! In gewisser Weise ist eine Theorie, die Raum, Zeit und die subatomare Welt beschreiben kann, meiner Meinung nach möglicherweise nicht so etwas wie Quantenphysik oder klassische Physik. Die Frage ist also, wird unsere nächste Gravitationstheorie eher wie eine modifizierte klassische Theorie oder wie eine Quantentheorie aussehen? Ich glaube, wir sollten vorsichtiger sein. Wir legen vielleicht alle Eier in einen Korb, was ein großer Fehler wäre.
Warum ist Zeit besonders ein Thema?
Wir sehen die Quantentheorie als Erklärung subatomarer Ereignisse, die sich im Laufe der Zeit entwickeln. Der Theorie zufolge fungiert die Zeit als Hintergrundstruktur, die immer vorhanden ist und das Verhalten von Quantensystemen beeinflusst. Das Problem ist, dass die Raumzeit selbst in der Allgemeinen Relativitätstheorie dynamisch wird und sich verbiegen kann. Wenn wir die Zeitflussrate quantisieren, verlieren wir die grundlegende Hintergrundstruktur, auf der die Quantentheorie basiert. Schon die Erörterung eines Zeitpunkts ist schwierig, da ich nicht einmal mit Sicherheit sagen kann, welche "Fragmente" der Raumzeit in der Zukunft und welche in der Vergangenheit liegen.
Obwohl äußerst schwierig, könnte es möglich sein, diese Hintergrundstruktur aus der Quantentheorie zu extrahieren. Den Menschen mangelt es an Echtzeit-Managementfähigkeiten.
Wie kam es dazu, dass die Notwendigkeit, die Schwerkraft zu quantifizieren, als Evangelium akzeptiert wurde?
Als es in den 1980er Jahren eine große Debatte darüber gab, ob die Schwerkraft quantisiert werden sollte oder nicht, hat sie sich meiner Meinung nach wirklich herauskristallisiert. Damals entschied man, dass es widersprüchlich sei, an einer klassischen Gravitationstheorie festzuhalten. Dies kann jedoch noch weiter zurückgehen. Darüber wurde bereits Ende der 1950er Jahre viel diskutiert. Ich habe das Protokoll der Chapel Hill-Konferenz gelesen, eines wichtigen Treffens, das 1957 stattfand und für das wir eine vollständige historische Aufzeichnung haben.
Das Thema wurde in Diskussionen behandelt, an denen prominente Physiker teilnahmen, darunter Richard Feynman und John Wheeler. Es ist recht interessant zu lesen. Ich habe das Gefühl, dass viele der Akademiker auf der Konferenz entschieden haben, dass die Schwerkraft quantitativ gemacht werden sollte, hauptsächlich basierend auf Feynmans Argumentation.
Aber wenn Sie zurückgehen und die Argumente überprüfen, werden Sie sehen, dass sich unser Wissen über die Quantentheorie geändert hat. Wir verstehen jetzt besser die Rolle der Verschränkung, das Phänomen zweier räumlich getrennter Teilchen, die scheinbar Informationen teilen, und die Ähnlichkeiten zwischen klassischen Wahrscheinlichkeitsverteilungen und Quantenwellenfunktionen, die Wahrscheinlichkeiten für die Eigenschaften eines zu messenden Quantenobjekts liefern. Wir verstehen jetzt, dass es konsistent sein kann, die Schwerkraft nicht zu quantifizieren. Eine gewisse Perspektive ist jedoch bereits enthalten.
Es gibt viele wichtige Fragen in der Physik. Wie wichtig ist dieses Beispiel der Quantengravitation?
Es ist ein wichtiges Thema. Alle Anfragen zur Kosmologie, zum Standardmodell der Teilchenphysik oder zur Dunklen Materie sind Anfragen zu unserem speziellen Universum. Obwohl es in unserem Universum viele verschiedene Arten von Teilchen und Kräften gibt, regulieren Quantentheorien sie alle. Daher sollte der Rahmen, den wir verwenden, um unsere Realität zu verstehen, als Quantentheorie akzeptiert werden. Die Frage, ob die physikalischen Gesetze rein quantenhaft, teilweise quantenhaft oder etwas anderes sind, ist also von anderer Art. Es befasst sich mit der Struktur der Naturgesetze. Fast metaphysisch.
Quelle: sciencestudy.com
📩 21/03/2023 21:17