Het is dé grote droom van natuurkundigen in de twintigste én eenentwintigste eeuw: om Einstein’s zwaartekrachttheorie te verenigen met de kwantummechanika, om de theorie van het allergrootste te combineren met de theorie van het allerkleinste. Alle pogingen daartoe (onder andere met de Theory of Everything, TOE) zijn tot nu toe mislukt, maar een recent gelanceerde theorie van natuurkundigen van UCL (University College London) claimt om die vereniging wel tot stand te brengen. Tot nu toe was de gedachte altijd dat die vereniging – formeel de ‘unificatie’ zoals ze het noemen – moest beginnen met de kwantificatie van Einstein’s ruimtetijd, dat de ruimte en tijd werden opgedeeld in kleine kwanta of partjes. Die kwantificatie vinden we onder andere terug in de snaartheorie en de loop kwantum gravitatie (LQG), twee theorieën voor zo’n verenigde alles omvattende theorie.
Meer nu is er een nieuwe theorie, bedacht door Jonathan Oppenheim (UCL Physics & Astronomy – met zo’n achternaam sta je al direct op een 1-0 voorsprong). Die doet precies het omgekeerde: niet de ruimtetijd kwantificeren, nee die moet je juist als ‘klassiek’ benaderen, á la Newton. Oppenheim komt in zijn ‘postquantum theory of classical gravity’ aan met een wijziging van de kwantumtheorie, een ‘modified quantum theory’ dus. Deze theorie komt met een intrinsieke ineenstorting van de voorspelbaarheid die wordt voortgebracht door de ruimtetijd zelf. Dit resulteert in willekeurige en extreme fluctuaties in de ruimtetijd die groter zijn dan volgens de kwantumtheorie worden voorspeld, waardoor de schijnbare massa van objecten onvoorspelbaar wordt als ze nauwkeurig genoeg worden gemeten. Het is een theorie die nog meetbaar lijkt te zijn ook, zo wordt betoogd in een tweede vakartikel (zie achteraan). Oppenheim en zijn team stellen een experiment voor om de massa van een object zeer nauwkeurig te meten en te kijken of het met de tijd varieert, hetgeen de theorie zou kunnen staven. Bij het International Bureau of Weights and Measures in Parijs wordt bijvoorbeeld héél nauwkeurig de officiële kilogram gemeten. Metingen daaraan zouden kunnen uitwijzen of Oppenheim’s theorie klopt of onjuist is.
Puur wiskundig lijken Einstein’s zwaartekrachttheorie en de kwantum-mechanika niet te verenigen te zijn, maar met de nieuwe theorie lijkt er toch een opening te zijn, eentje die ook nog eens verifieerbaar is. De theorie lijkt twee dingen aan beide zijden met experimenten te kunnen meten, de omvang van de ruimtetijdfluctuaties aan de ene kant en hoe lang objecten zoals atomen (of katten van mijn part) in kwantumsuperpositie van twee verschillende locaties kunnen worden geplaatst aan de andere kant. Om te kijken of de ruimtetijd inderdaad klassiek is in plaats van gekwantificeerd wil men een experiment gaan opzetten om te kijken naar de zogeheten ‘gravitationally mediated entanglement’, de verstrengeling via de zwaartekracht.
Hier de twee vakartikelen over de nieuwe theorie over de vereniging van Einstein’s zwaartekracht en de kwantum-mechanika:
- A postquantum theory of classical gravity?, Physical Review X (2023). journals.aps.org/prx/accepted/ … 584bc2567e68f9f76c1e. On arXiv: DOI: 10.48550/arxiv.1811.03116*
- Jonathan Oppenheim et al, Gravitationally induced decoherence vs space-time diffusion: testing the quantum nature of gravity, Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-43348-2. www.nature.com/articles/s41467-023-43348-2
*Grappig dat in de Arxiv versie van het artikel nog een opmerking in de kantlijn te zien is
:
Bron: UCL.
Ik wil geen spelbreker zijn, maar stel dat de massa van objecten inderdaad met de tijd kan variëren, dan varieert toch óók de massa van de instrumenten waarmee we meten? En dan is er toch geen objectieve meting meer mogelijk?
groet,
Gert (Enceladus)
Ja goede vraag. Daar zullen ze vast over nagedacht hebben, maar ik weet even het antwoord niet. Je vraag doet mij trouwens gelijk denken aan Wheeler’s Participative Universe, dat over ongeveer hetzelfde gaat.
Arie, onderaan je reactie zie ik staan: “Klik om te bewerken -“. Dat komt mij natuurlijk niet toe, dus er loopt hier iets fout, vermoed ik. Ik heb dat nog nooit zien staan, behalve bij mijn eigen reacties.
PS En nu (nadat mijn reactie was toegevoegd) is het ineens weer weg.
Oeps, geen idee hoe dat kan. Ik zit nu op mijn werk, dus alles wat ik doe is even vanaf mijn telefoon.
Kijk, daar heb je het gedonder al: het universum – te beginnen met deze website – begint uiteen te vallen omdat we het geheim ontrafeld hebben.
😉
groet,
42
Er komt linksboven een 0 te staan op een verder lege pagina als ik op de linkt klik, die er bij mij nog steeds staat.
Ik kom op het adres astroblogs.nl/wp-admin/xxxx/xxxx.php etc. terecht.
De beste methode om de 2 theorieën te verenigen is om ze samen in 1 boek te publiceren 😀
De mainstream media hebben het ondertussen opgepakt en noemen het ‘wiebelende ruimtetijd’.
En Carlo Rovellien Geoff Penington hebben een weddenschap met Oppenheim gesloten dat de theorie niet bewezen kan worden. Ik ben geneigd daarin mee te gaan.
https://www.nu.nl/wetenschap/6292702/wetenschappers-denken-heilige-graal-van-de-natuurkunde-te-hebben-ontdekt.html
groet,
Gert (Enceladus)
Van de vier fundamentele krachten, Elektromagnetische, sterke kern, zwakke kern en zwaartekracht heeft alleen de laatste nog geen ontdekt deeltje, omdat dit een deeltje is (Graviton) dat extreem veel kleiner is dan b.v. het elektron.