ทฤษฎีใหม่ท้าทายทฤษฎีสัมพัทธภาพ: ไอน์สไตน์ผิดหรือเปล่า?

(หนังสือพิมพ์แดนตรี) - ทฤษฎีใหม่นี้ดูเหมือนจะท้าทายทฤษฎีของนักฟิสิกส์ อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ขณะเดียวกันก็เปิดเส้นทางใหม่สำหรับการรวมแรงโน้มถ่วงและกลศาสตร์ควอนตัมเข้าด้วยกัน

ทฤษฎีฟิสิกส์ใหม่กำลังสั่นคลอนรากฐานของทฤษฎีสัมพัทธภาพ โดยเสนอแบบจำลองแรงโน้มถ่วงควอนตัมที่สมบูรณ์เป็นครั้งแรกโดยไม่จำเป็นต้องมีมิติเชิงพื้นที่เพิ่มเติม เปิดโอกาสให้เห็นว่าไอน์สไตน์อาจคิดผิดเกี่ยวกับธรรมชาติที่แท้จริงของแรงโน้มถ่วง (ภาพประกอบ: Getty)

บทความทางฟิสิกส์เชิงทฤษฎีที่ตีพิมพ์เมื่อเร็ว ๆ นี้ กำลังสร้างจุดเปลี่ยนสำคัญในความพยายามที่จะไขปริศนาแรงโน้มถ่วงควอนตัม ซึ่งเป็นหนึ่งในปริศนาที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของจักรวาล

ที่นั่น นักวิทยาศาสตร์ ได้เสนอทฤษฎีที่อาจเชื่อมโยงแรงโน้มถ่วงกับกลศาสตร์ควอนตัมได้เป็นครั้งแรก โดยไม่ต้องอาศัยสมมติฐานที่เป็นข้อถกเถียง เช่น มิติพิเศษ งานวิจัยนี้ นำโดยนักฟิสิกส์ Mikko Partanen และ Jukka Tulkki (มหาวิทยาลัย Aalto ประเทศฟินแลนด์) ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Reports on Progress in Physics

ในรายงานของพวกเขา พวกเขาโต้แย้งว่าทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ แม้จะเป็นรากฐานสำคัญของฟิสิกส์สมัยใหม่ แต่ก็ยังไม่สามารถอธิบายปรากฏการณ์ในระดับอนุภาคย่อยได้อย่างสมบูรณ์ ซึ่งเป็นระดับที่ฟิสิกส์ควอนตัมครองความเป็นใหญ่

แนวทางใหม่: สนามแรงโน้มถ่วงควอนตัม

ความก้าวหน้าครั้งสำคัญในทฤษฎีของมิคโก ปาร์ทาเนนและยุกกา ทุลกิ อยู่ที่การแทนที่แบบจำลอง "กาลอวกาศโค้ง" ด้วยระบบของสนามควอนตัมสี่สนามที่มีปฏิสัมพันธ์กัน

ในบริเวณนั้น สนามเหล่านี้ไม่ได้บิดเบือนกาลอวกาศอย่างที่ไอน์สไตน์อธิบายไว้ แต่มีปฏิสัมพันธ์กับมวลในลักษณะเดียวกับที่สนามแม่เหล็กไฟฟ้ามีปฏิสัมพันธ์กับประจุไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้า

ทฤษฎีใหม่นี้ไม่ต้องการพารามิเตอร์อิสระใด ๆ นอกเหนือจากค่าคงที่ทางฟิสิกส์ที่มีอยู่แล้ว (ภาพประกอบ: Getty)

ที่น่าทึ่งคือ แบบจำลองนี้ยังคงจำลองทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปในระดับคลาสสิกได้ ในขณะเดียวกันก็เปิดโอกาสให้สามารถอธิบายปรากฏการณ์ควอนตัมทางคณิตศาสตร์ได้อย่างสอดคล้องกัน ส่งผลให้ทฤษฎีนี้หลีกเลี่ยงสิ่งที่ไม่ทราบแน่ชัดในฟิสิกส์สมัยใหม่ เช่น ความน่าจะเป็นติดลบ หรืออนันต์ที่ไม่เป็นไปตามหลักฟิสิกส์

เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ แบบจำลองใหม่นี้ไม่จำเป็นต้องมีอนุภาคสมมุติหรือพารามิเตอร์การปรับแต่งที่ยังไม่ได้รับการตรวจสอบ ซึ่งแตกต่างจากทฤษฎีอื่นๆ อีกมากมาย

ผู้เขียนระบุว่าทฤษฎีของพวกเขานั้นใช้เฉพาะค่าคงที่ทางฟิสิกส์ที่ทราบแล้ว ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงของข้อผิดพลาดและเพิ่มโอกาสในการตรวจสอบเชิงทดลองในอนาคต

แอปพลิเคชันนี้มีศักยภาพ แต่ยังต้องได้รับการตรวจสอบเพิ่มเติม

แม้ว่าทฤษฎีนี้จะถือเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญ แต่ก็ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ยังไม่สามารถแก้ปัญหาหลักๆ ในวิชาจักรวาลวิทยาได้ เช่น ธรรมชาติของหลุมดำ หรือกลไกของบิ๊กแบง

ที่สำคัญกว่านั้น การตรวจสอบเชิงทดลองยังคงเป็นความท้าทาย เนื่องจากแรงโน้มถ่วงเป็นปฏิสัมพันธ์ที่อ่อนที่สุดในธรรมชาติ และผลกระทบเชิงควอนตัมของมันมีขนาดเล็กมาก

อย่างไรก็ตาม ทฤษฎีนี้มีศักยภาพมหาศาล หากถูกต้อง มันไม่เพียงแต่จะสามารถอธิบายแรงโน้มถ่วงในระดับควอนตัมได้ ซึ่งเป็นสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์พยายามมาเกือบศตวรรษแล้ว แต่ยังอาจช่วยสร้างทฤษฎีรวมทุกสิ่งทุกอย่างที่นำเอาแรงทั้งหมดในธรรมชาติมารวมไว้ในแบบจำลองทางคณิตศาสตร์เดียวได้อีกด้วย

นักวิจัยมองโลกในแง่ดีว่า ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยีการวัดและอุปกรณ์ทดลอง หลักฐานทางอ้อมหรือสัญญาณเชิงทดลองแรกของแรงโน้มถ่วงควอนตัมอาจปรากฏขึ้นภายในอีกไม่กี่ทศวรรษข้างหน้า

หากได้รับการยืนยัน มันจะไม่เพียงแต่เปลี่ยนแปลงนิยามของแรงโน้มถ่วงเท่านั้น แต่ยังแสดงให้เห็นว่าแม้แต่ไอน์สไตน์ ผู้ยิ่งใหญ่ ก็อาจผิดพลาดได้เช่นกัน

ที่มา: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/ly-thuyet-moi-thach-thuc-thuyet-tuong-doi-einstein-da-sai-20250527070318079.htm