به گفته فیزیکدانان گرانش کوانتومی “هیچ تقارنی ندارد”

به گزارش بیگ بنگ، به گفتۀ دانیل هارلو از دانشگاه MIT و هیروشی اوگوری از دانشگاه توکیو، چهار نیروی اساسی در طبیعت وجود دارد که عبارت است از نیروی الکترومغناطیس، نیروی هسته‌ای قوی، نیروی هسته‌ای ضعیف و نیروی گرانش. «از این چهار نیرو، گرانش تنها نیرویی است که هنوز در سطح کوانتومی قابل توضیح نیست.»

این دانشمندان معتقدند “اصل هولوگرافیک” نقش مهمی برای ترکیب نیروی گرانش و مکانیک کوانتومی دارد. اصل هولوگرافیک برای فیزیکدانان این امکان را فراهم می آورد تا به وسیله طراحی سیستم‌های گرانشی در محدودۀ مرزهایی که کل جهان را احاطه کرده به مطالعه آنها بپردازند.

“خوان مالداسنا” فیزیکدان نظری در دهه ۱۹۹۰ “نظریه میدان پاد-دو سیتر منسجم” را ارائه داد که بسیار مفید بوده، وی توانست تعریف ِ دقیقی از «اصل هولوگرافیک» ارائه دهد. اصل هولوگرافیک یک نظریه در گرانش کوانتمی و نظریه ریسمان است. بر اساس این نظریه، حجم یک فضا را می‌توان در مرزهای آن فضا همانند یک هولوگرام توصیف کرد. بر این طریق، جهان فیزیکی را می‌توان یک هولوگرام دانست که اطلاعات آن در افق گرانشی کیهان قابل توصیف است.

در مقاله جدیدی که بتازگی منتشر شده، پروفسور اوگوری و دکتر هارلو ثابت کردند که اگر از اصل هولوگرافیک پیروی کنید، هیچ تقارنی در نظریه گرانش وجود نخواهد داشت. آنها بیان داشتند: «کار قبلی ما همبستگی دقیق ِ ریاضیاتی بین اصل هولوگرافیک و کدهای اصلاح خطای کوانتومی یافته بود که اطلاعات آن در یک کامپیوتر کوانتومی محافظت می شود. لذا ما در مقالۀ جدید، نشان دادیم کدهای اصلاح خطای کوانتومی با هیچ تقارنی سازگار نیستند، به این معنی که تقارن در گرانش کوانتومی امکان‌پذیر نیست.»

دانشمندان افزودند: « این نتیجه چند پیامد مهم به همراه دارد. به طور خاص، پیش‌بینی می شود که پروتون‌ها در برابر فروپاشی سایر ذرات ابتدایی دیگر، پایدار بوده و لذا در این عرصه تنها  تک قطبی‌ مغناطیسی وجود دارد.» جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ Physical Review Letters منتشر شده است.

فیزیک معاصر همواره بطور قراردادی نمی اندیشد و روشهای مختلفی را برای بررسی پدیده‌ها بکار می گیرد. یکی از تغییرات بزرگی که در قرن بیستم ایجاد شد، نقشی است که به مفهوم تقارن نسبت داده شد و روز به روز بر اهمیت آن نیز افزوده می شود. تقارن از مطالعۀ جامدات تا کامل شدن یک نظریه میدان واحد بکار گرفته می شود. تقارن در یک سامانهٔ فیزیکی، یک خاصیت فیزیکی یا ریاضیاتی است که تحت برخی تغییرات حفظ می‌شود. برخی از تبدیلات، مانند چرخش یک دایره، پیوسته و برخی مانند تبدیل بازتاب یک شکلِ دو طرفه‌متقارن یا چرخش یک چندوجهی گسسته‌اند. هر کدام از این تبدیل‌ها به تقارن متناظر به خود منجر می‌شوند.