Einstein wendet sich endlich der Quantenmechanik zu? Forschungsteam definiert Energie neu, um Schwarze Löcher zu erklären

Einstein waren mathematische Herausforderungen nicht fremd. Er bemühte sich, Energie auf eine Weise zu definieren, die sowohl den Energieerhaltungssatz als auch die Kovarianz anerkannte, das wesentliche Merkmal der Allgemeinen Relativitätstheorie, bei der die physikalischen Gesetze für alle Beobachter gleich sind.

Ein Forschungsteam des Yukawa Institute for Theoretical Physics der Universität Kyoto hat einen neuen Ansatz für dieses seit langem bestehende Problem vorgeschlagen, indem es identifizierte Energie das Konzept zu integrieren unfähig zu. Obwohl große Anstrengungen unternommen wurden, um die Eleganz der Allgemeinen Relativitätstheorie mit der Quantenmechanik in Einklang zu bringen, „ist die Lösung erschreckend intuitiv“, sagt Teammitglied Shuichi Yokoyama.

Einsteins Feldgleichungen beschreiben, wie Thema Energieform Freizeit Und wie die Struktur der Raumzeit wiederum Materie und Energie bewegt. Die Lösung dieses Gleichungssystems ist jedoch sehr schwierig, beispielsweise die Bestimmung des Ladungsverhaltens, das mit dem Energie-Impuls-Tensor verbunden ist, dem lästigen Faktor, der Masse und Energie beschreibt.

Das Forschungsteam stellte fest, dass die Ladungserhaltung der Entropie ähnlich ist, die als Maß für die Anzahl der verschiedenen Arten beschrieben werden kann, Teile eines Systems anzuordnen.

Und es gibt ein Problem: Die konservierte Entropie widerspricht dieser Standarddefinition.

Die Existenz dieser Erhaltungsgröße steht im Widerspruch zu einem als Noether-Theorem bekannten Prinzip der fundamentalen Physik, bei dem die Erhaltung jeder Größe im Allgemeinen aufgrund einer Art von Symmetrie Im System.

Überrascht, dass andere Forscher diese neue Definition des Energie-Impuls-Tensors nicht wirklich angewendet haben, fügt ein anderes Mitglied des Teams, Shinya Aoki, hinzu, dass er „auch fasziniert ist, dass in einer allgemein gekrümmten Raumzeit eine Erhaltungsgröße auch ohne Symmetrie bestimmt werden kann. “

Tatsächlich wendete das Team diesen neuen Ansatz auch auf die Beobachtung einer Vielzahl kosmischer Phänomene an, wie zum Beispiel die Expansion des Universums und Schwarze Löcher. Während die Berechnungen gut mit dem derzeit akzeptierten Entropieverhalten eines Schwarzschild-Schwarzen Lochs übereinstimmen, zeigen die Gleichungen, dass sich die Dichte des Universums auf die Singularität im Zentrum des Schwarzen Lochs konzentriert, eine Region, in der die Raumzeit schlecht definiert wird.

Die Autoren hoffen, dass ihre Forschung bei vielen Wissenschaftlern eine vertiefte Diskussion nicht nur in der Gravitationstheorie, sondern auch in der Grundlagenphysik anregen wird.