Теперь Кью работает в режиме чтения

Мы сохранили весь контент, но добавить что-то новое уже нельзя

В чем противоречие теории относительности и квантовой физики?

НаукаКвантовая физикаТеория относительности
александр м.
  · 28,1 K
Копирайтер для B2B. Пишу яркие продающие тексты на сложные темы.  · 10 сент 2020

Противоречие в том, что Общая теория относительности работает на гладком пространстве, а квантовая механика - на квантованном, т.е. негладком, дискретном. Подставляя формулы из одной теории в другую, ученые получают разные смешные бесконечности в самых неожиданных местах.

Само по себе это, кстати, не проблема, потому что бесконечности вылазят лишь на планковских масштабах, что намного меньше даже размера протона. Поэтому ОТО и квантовая теория поля прекрасно согласуются и дают замечательно точные предсказания во всем, что не касается гравитации. А вот гравитация в ОТО уже тесно связана с кривизной пространства-времени, и тут возникает затык - теорию не получается перенормировать так, чтобы получить в итоге что-то годное. Как ни крути, все время получается черная дыра.

Тут нужно пояснить. В квантовой механике точность измерения положения частицы обратно пропорциональна импульсу, который она получит в результате измерения. Т.е. либо мы знаем где частица, либо с какой скоростью она движется. Это называется принцип неопределенности Гейзенберга. Кстати, это реальный доказанный факт, а не теоретические домыслы, как некоторые считают. Получается, что для точного измерения положения частицы мы должны использовать более энергичные фотоны (с короткой длиной волны), и тем самым вынуждены "рассеивать" эту частицу в пространстве тем сильнее, чем больше энергии мы ей передали.

Так вот, в ОТО это не работает. Чем больше энергии мы будем передавать частице, тем больше на выходе получится черная дыра. А как Вы хотели? Энергия эквивалентна массе, а как только масса в определенной точке пространства превышает определенный предел, пространство коллапсирует в черную дыру. Маленькую, конечно. Микроскопическую. Но этого достаточно, чтобы теория перестала работать. Т.е. как бы частицы в ускорителях сталкиваются, черных дыр при этом не образуется, а теория этот процесс описывает лишь с одной стороны.

Отсюда же - т.е. из принципа Гейзенберга - вытекает еще одна проблема: частица своей массой должна по ОТО искривлять пространство. А как она его будет искривлять, если мы тупо не знаем, где именно она находится в данный момент? Не просто не знаем, а в принципе не можем этого узнать.

Ну и плюс там еще со временем непонятки.

И на всякий случай добавлю: нет, из этого противоречия не следует ложность одной из этих теорий или обеих сразу. Каждая из них - крайне успешна и подтверждена экспериментами и наблюдениями неоднократно. Просто единая согласованная теория пока не разработана.

Нет никаких противоречий - каждая действует в своей области.

Кандидат физико-математических наук (ИОФ РАН), логика, философия науки   · 3 окт 2021
СТО очевидно неверна - ниже докажу на пальцах Интересно, почему более 100 лет никто не обратил внимания на такое простое опровержение – это именно тот случай, когда «а король-то голый» Итак, вывожу из постулатов СТО - равноправия ИСО (инерциальные системы отсчёта) и C= const в них - неустранимое противоречие. Которое опровергает универсальность ТО, но, как не парадоксаль... Читать далее
Относительность одновременности - азбучное следствие постулатов ТО. Наше сознание, «знающее» о синхронизации... Читать дальше
Я биолог (1993г.), верующий, увлекаюсь космологией, Стандартной теорией, историей...  · 11 сент 2020
Фундаментальных причин две: 1) колоссальная разница между масштабами феноменальных пространств микро - и макромиров; 2) отсутствие математического аппарата, способного одинаково точно описывать квантовые и вселенские явления. Основанием сказанному служит тот научный факт, что все, без исключения, квантовые частицы принимают участие в гравита... Читать далее
Интересы: Нейробиология, Этология, Психология.  · 24 февр 2022
Многие считают, что противоречие в структуре пространства-времени. В теории относительности оно гладкое и ровное на любых масштабах, а квантовая теория предполагает, что в вакууме постоянно возникают и исчезают виртуальные частицы (этому дали название Квантовая Флуктуация). И так как у них есть своя масса и энергия, они искривляют пространство-время на микроуровне... Читать далее
1 эксперт согласен
В квантовой механике пока нет никакой связи с метрикой ОТО - и в принципе не предвидится. Во всяком случае, в... Читать дальше
Увлекаюсь физикой , космологией ...  · 2 дек 2020
Пространство ОТО также дискретно, просто границы этой дискретности огромны. Мы, с нашей Солнечной системой, находимся в искривлении струнного кольца Млечного пути. Наша Галактика в искривлении струнных колец Вселенной. Границы этих искривлений очень сильно разнесены. Повторяется картина квантового мира. ОТО и квантовую физику объединяет... Читать далее
Есть большая проблема в физике, это тема среды в пространство-время. Если бы Эйнштейн не сомневался бы в наличии Эфира, в 4-х мерном пространство- время, вся теория в дальнейшем привела бы к Единому. А ведь он сам ввёл формулу эквивалентности энергии и массы, что может изменяться при движении точки( тела), только в квантовом поле. Тем более, он поддержал идею Фридмана... Читать далее

Григорий ужо всё что надо доказал.....

Первый
Я пенсионер, значит у меня много свободного времени, которое я посвящаю физике, биологии...  · 9 июн 2022
В комплексном пространстве квантовая механика и ОТО связаны. Причем существует квантовая механика массивных тел, и ОТО для микромира. Причем существует эффективная постоянная Планка для обоих теорий. Для ОТО она велика, а для квантовой механике мала. Квантовая механика для массивных тел квазиклассическая, с большим главным квантовым числом.  Принцип неопределенности... Читать далее
1 эксперт не согласен
В современной науке отсутствует теория, описываемая в ответе.
ученая, кандидат физ.-мат. наук. Ведущий научный сотрудник Институт Физики Академии Наук...  · 9 окт 2020
Теория относительности постулирует, что в природе не может быть скорости больше скорости света, а в квантовой механике этого запрета нет. Поэтому Эйнштей постарался с Розеном и Подольским поставить на стол ЭПР парадокс, показывающий неполноту или противоречивость квантовой теории. В этом парадоксе если 2 частицы провзаимодействовали в определенной точке дельта Х=0... Читать далее
1 эксперт не согласен
В кратце Elmira пишет про якобы противоречие КТ и специальной ТО. Но это не так, они прекрасно работают вместе в... Читать дальше
Знаток, образование, ум.  · 13 июн 2021

Противоречие одно - квантовый мир не детерминирован, он имеет дело только с вероятностями, а ОТО полностью детерминировано, в ней нет вероятностей и квантования.

Первый
Если обратиться к истории физики то новые теории, которые возникающие на базе других, включают некоторые элементы и принципы базовых. Так СТО и ОТО заимствовали и развили принципы теорий Галилея-Ньютона. Так вот ОТО и особенно СТО при разработке которых использовались мысленные эксперименты, которые не учитывали фундаментальный принцип квантовой механики-принцип неопре... Читать далее