„Светлината не е нещо, което се движи в пространството, а самото пространство в движение“ – още една интересна теория

Айнщайн е искал да обясни всичко чрез геометрията – и очевидно е бил прав.

В продължение на десетилетия физиците се опитват да обединят гравитацията и електромагнетизма в една обща теория, която да обясни фундаменталните сили на природата. От Айнщайн до Шрьодингер идеята за единното поле е вълнувала умовете. Но дори теории като теорията на струните, които обещаваха да дадат съответните отговори, в крайна сметка не оправдаха очакванията. Днес група учени предлага нов подход, който ни връща към геометрията – но със съвременни математически инструменти.

Същността на новата теория е, че както гравитацията, така и електромагнетизмът са проявления на геометричните свойства на самото пространство-време. Не външни сили, не полета във вакуума, а именно кривините и вълните, преминаващи през тъканта на Вселената. Според авторите електрическите заряди и токове не са някакви „вградени“ обекти, а локални компресии и кривини на пространството, които могат да бъдат описани на езика на геометрията. Това повтаря идеята на Джон Уилър, един от най-великите физици на XX век, който казва: „Материята казва на пространството как да се изкриви, а пространството казва на материята как да се движи.“

Изследването се основава на обобщената версия на геометрията, разработена през 1918 г. от немския математик Херман Вайл. Тя се различава от тази, използвана от Айнщайн, по това, че позволява дължината да се променя в зависимост от движението – важно свойство, ако искаме да „вградим“ електрическия заряд в геометрията. Учените са допълнили този модел с методите на вариационното математическо изчисление и са получили нова, естетически стройна и математически прецизна форма на уравненията на Максуел. Но сега те не са просто линейни уравнения, както в класическата теория, а нелинейни – отразяващи сложната природа на взаимодействията, когато се разглеждат като геометрия.

На практика това означава, че електромагнитните полета не са нещо, съществуващо в пространството, а самото пространство, което вибрира по определен начин. Светлината е пространствено-времева вълна, подобно на гравитационните вълни, но от различен тип. А електрическият заряд е просто локализирана промяна в плътността или кривината на тази тъкан. Дори прочутият ефект на Ахаронов-Бом, когато заредена частица се повлиява от поле, което не може да се открие локално, изглежда е естествено следствие от новата геометрична картина на света.

Авторите смятат, че техният модел осигурява солидна основа за по-нататъшни изследвания. Нещо повече, той предвижда, че в мащаба на Планк – където действат квантовите ефекти и гравитацията започва да „шуми“ – зарядите могат спонтанно да се появяват и изчезват. Това би могло да бъде стъпка към обединяването на квантовата теория на полето с гравитацията – един от най-трудните проблеми в съвременната физика.

Новото изследване е публикувано в Journal of Physics: Conference Series и предлага не просто още една теоретична конструкция, а истинска промяна на парадигмата. Може би почти сто години след смъртта на Айнщайн мечтата му за единна геометрична теория отново става актуална – но с нови математически инструменти и нова перспектива за природата на реалността.