1642
Що, якщо простір і час не є фундаментальною сценою, на якій відбувається фізика, а самі виникають лише тоді, коли величезна кількість глибших квантових об'єктів організовується разом? Саме таку картину пропонує Group Field Theory. У цій моделі народження Всесвіту більше нагадує фазовий перехід — наприклад, замерзання води в кристал — ніж появу всього простору з математичної точки нескінченної густини.
Проблема, яку теорія намагається розв'язати, є однією з головних у сучасній фізиці. Загальна теорія відносності надзвичайно точно описує гравітацію, планети, зорі, галактики та розширення Всесвіту.
Квантова механіка так само успішно описує атоми й субатомні частинки. Але коли фізики намагаються застосувати обидві системи правил одночасно до найекстремальніших умов, математика перестає працювати.
Особливо це помітно в сингулярностях — у класичному описі центру чорної діри та початкового стану Великого вибуху густина й кривина можуть прямувати до нескінченності. Для багатьох фізиків це не реальний фізичний об'єкт, а сигнал, що сама теорія вийшла за межі застосовності.
Group Field Theory пропонує радикальний вихід: простір-час не потрібно квантувати безпосередньо, якщо він сам є колективним результатом більш фундаментальної квантової системи.
Один із провідних розробників підходу Даніеле Оріті описує фундаментальні складові як «атоми простору». Це не маленькі кульки, що літають у порожньому космосі. Навпаки, вони не перебувають у просторі й часі взагалі.
Ідею можна порівняти з водою. Окрема молекула H₂O не є «мокрою». Властивість вологості виникає лише в колективі величезної кількості молекул.
Так само відстань, об'єм, кривина й навіть саме поняття «десь» можуть не мати сенсу для окремого фундаментального квантового об'єкта. Геометрія з'являється лише тоді, коли багато таких об'єктів переходять у колективний стан.
У цій картині ранній Всесвіт міг пережити щось подібне до конденсації або кристалізації. До переходу немає звичного простору-часу, а після нього виникає геометрія, яку вже можна описувати загальною теорією відносності.
Це радикально змінює й питання про «те, що було до Великого вибуху». Якщо часу ще не існувало, слово «до» може не мати фізичного змісту.
Прихильники підходу намагаються отримати зі своєї мікроскопічної теорії рівняння, які на великих масштабах переходять у знайому космологію.
Однак Group Field Theory поки залишається теоретичною програмою, а не підтвердженим описом природи. Головна вимога до неї така сама, як до інших кандидатів на квантову гравітацію: вона повинна дати спостережувані наслідки, які можна відрізнити від інших моделей.
Саме тому автори й незалежні фізики називають ідею водночас перспективною та надзвичайно спекулятивною. Математика дозволяє уявити Всесвіт, де простір і час «кристалізуються», але експеримент ще має показати, чи саме так працює реальність.
https://www.popularmechanics.com/science/a73478040/deepest-level-of-reality-time-and-space/
