Науковці знайшли спосіб об'єднати гравітацію з трьома фундаментальними силами природи

Фізики з Університету Аалто в Фінляндії запропонували нову теоретичну модель, яка потенційно здатна об'єднати гравітацію з трьома іншими фундаментальними силами природи — електромагнітною, слабкою та сильною взаємодією — в межах єдиної квантової теорії. Спроба вирішити одну з головних проблем сучасної фізики — побудову «уніфікованої теорії всього» — ґрунтується на введенні нового поняття: поля розмірності простору-часу.

Традиційно гравітація описується загальною теорією відносності Ейнштейна, яка трактує її як викривлення самого простору-часу. Натомість інші сили у Стандартній моделі розглядаються як квантові поля, що існують на фоні простору-часу. Саме ця відмінність у підходах робить неможливою пряму інтеграцію гравітації у квантове поле. Команда з Аалто запропонувала математичну конструкцію, в якій гравітація виникає не через геометрію, а через симетрії нового поля, аналогічно до того, як виникають інші сили у Стандартній моделі.

Ключова перевага запропонованої моделі полягає в тому, що обчислення у цій теорії не дають нескінченних значень і можуть бути математично контрольованими. Своєю чергою, це вважається серйозною проблемою у спробах створити квантову теорію гравітації. Автори наголошують, що їхня модель також зводиться до так званої телепаралельної версії загальної теорії відносності, яка є математично еквівалентною теорії Ейнштейна у класичних масштабах.

Важливо, що нова модель не потребує запровадження додаткових параметрів або екзотичних елементів — гравітація у ній є природним наслідком симетрій. Це спрощує інтеграцію з чинними теоріями та відкриває можливість для подальших розширень. Наступним кроком буде спроба вийти за межі першого порядку наближень, щоб повністю усунути математичні нескінченності та зробити модель придатною до практичного застосування.

Автори дослідження, опублікованого в журналі Reports on Progress in Physics, припускають, що у випадку подальшого успіху їхній підхід може дати відповіді на фундаментальні питання про сингулярності — як у чорних дірах, так і в умовах Великого вибуху. Це наближає фізику до мети, яку вона переслідує вже понад століття — створення єдиної теорії, що пояснює всі сили природи.