重力は粒子レベルでどのように機能しますか?この問題は、一般相対性理論 (時空の幾何学における曲線として重力を想定するアルバート アインシュタインの方程式) と量子力学 (粒子の相互作用を記述する方程式) の 2 つの基盤理論が約 1 世紀前にこの分野に革命をもたらして以来、物理学者を困惑させてきました。
この問題を解決するための課題の 1 つは、亜原子の領域を支配する強い力、弱い力、電磁気力と比較して、重力が相対的に弱いことにあります。重力は、軌道を回る惑星、飛び跳ねるサメなど、私たちが物理的に経験するすべての巨視的な物体に紛れもない影響を及ぼしますが、粒子レベルでは無視できるほどの影響を生み出すため、物理学者はそのスケールで重力がどのように機能するかをテストしたり研究したりすることはできません.
混乱を招くことに、2 つの方程式のセットはうまく連携しません。一般相対性理論は時空の連続的な絵を描きますが、量子力学ではすべてが離散チャンクで量子化されます。それらの非互換性により、物理学者は、自然の 4 つの力すべてを統合し、それらをすべてのスケールで説明するには、より基本的な理論が必要であると疑うようになります。
量子重力を理解するための比較的最近のアプローチの 1 つは、AdS-CFT 対応と呼ばれる弦理論の「ホログラフィック双対性」を利用しています。最新の理論 ビデオは、この対応が低次元の粒子理論を重力を含む高次元空間にどのように結び付けるかを説明しています:
このホログラフィックな二重性は、量子重力とブラック ホールとビッグバンの内部の仕組みを理解するための強力な理論的ツールになりました。
Quanta のシーズン 2 の 2 番目のエピソードをお楽しみいただけたでしょうか。 の理論上 ビデオシリーズ。シーズン 2 は 8 月に始まり、さまざまな設定で発見された謎の数学的パターンについてのアニメーションによる説明がありました。重い原子核のエネルギー スペクトル、素数の分布に関連する関数、メキシコの独立したバス システム、スペクトル測定などです。インターネット、北極の池、人間の骨、鶏の目の色に敏感な錐体細胞など。詳細については、以下のエピソード 1 をご覧ください:
2019 年 5 月 23 日更新:このイン セオリーのエピソードは、PBS の番組 SciTech Now で放映されました。このシリーズの他のビデオでは、出現について説明しました。 乱流とファインマン ダイアグラム。
