Одна из самых грандиозных задач современной науки – объединить представления о Вселенной на макроуровне и знания о микромире; другими словами, объединить относительность и квантовую механику в единую теорию. Текущая самая близкая к этой цели концепция называется теорией струн, где гравитация – это побочный продукт сложных взаимодействий. Проблема с его появлением связана с тем, что оно выходит за рамки интуитивного представления о причинности, где причина предшествует следствию. Во всяком случае, так смотрит на вещи нобелевский лауреат физик Жерар Хуфт (Gerard 't Hooft).

Чтобы устранить противоречие, он построил иную модель реальности, которая сохраняет причинность и имеет некоторые интересные эффекты. Фундаментальным изменением является принятие новой симметрии Вселенной. Симметрия – это свойство системы, остающееся неизменным при определённых трансформациях. Например, законы физики – производные от идеи, согласно которой они остаются одинаковыми при любой смене позиции наблюдателя или направления в пространстве. Теперь Хуфт утверждает, что для незыблемости причинности в теории квантовой гравитации мы должны принять идею симметрии масштаба. То есть физические законы одни и те же в разных масштабах. Также учёный высказал мысль о «комплементарности чёрных дыр», согласно которой наблюдатель внутри этого объекта будет смотреть на Вселенную иначе, нежели снаружи. Последствия таких рассуждений значительны. Как говорит Хуфт, «если мы добавим это к симметрии трансформаций, чёрным дырам, пространственно-временным сингулярностям», то сохраним причинность нетронутой. Однако главный вопрос в том, имеет ли какое-либо отношение модель учёного к нашей Вселенной? В ответ можно сказать, что существование чёрных дыр общепринято и астрономы могут наблюдать соответствующие гравитационные эффекты. Но пока никто не видел их воочию и не фиксировал излучение Хокинга от них, сомнения всегда будут оставаться.

Более серьёзная проблема с понятием инвариантности масштаба. Специально для Хуфта можно привести такой пример. Некоторый человек внезапно увеличен или уменьшен неким фактором и находится в закрытой коробке. Какой эксперимент ему нужно провести, чтобы установить свой масштаб? Если следовать идее Хуфта, это будет нереально сделать. Но если допустить, что есть возможность определить, например, расстояние до мяча, то в нашей Вселенной точность измерений будет наглядным представлением масштаба человека, потому как квантовые эффекты легко отличимы от ньютоновских. Хуфт находит выход, отмечая, что «ньютоновская константа G вообще не относится к неизменности масштаба». Исследователь уверен, что между макро- и микромиром нет разницы. Наблюдаемые различия могут быть результатом какого-нибудь нарушающего симметрию процесса, или иллюзией. Но как это возможно? Учёный говорит, что ответ кроется в лучшем понимании прохождения информации через Вселенную. Возможно, не будет преувеличением сказать, что наибольшие прорывы в физике начнутся с таковых в теории информации, а не в квантовой механике или теории относительности.

Источник: 3dnews.ru