Физики предлагают тест для обнаружения петлевой квантовой гравитации

Петлевая квантовая гравитация потенциально может решить одну из самых больших проблем в физике: согласование общей теории относительности и квантовой механики. Но, как и все предварительные теории квантовой гравитации, петлевая квантовая гравитация никогда не была экспериментально проверена.

В новом исследовании ученые обнаружили, что, когда черные дыры испаряются, они испускают излучение, которое потенциально может выявить “следы” в петлевой квантовой гравитации, отличное от обычного излучения Хокинга, которое черные дыры, как ожидается, излучают.

Таким образом, испарения черных дыр могло бы позволить впервые экспериментально проверить любую теорию квантовой гравитации. Тем не менее, осуществить предложенный тест будет непросто, так как ученые до сих пор не в состоянии обнаружить любые излучения от испаряющейся черной дыры.
Ученые из институтов во Франции и США, опубликовали свои исследования под названием “Зондирование петлевой квантовой гравитации с помощью испаряющихся черных дыр” в недавнем выпуске журнала Physical Review Letters.
В своем исследовании ученые использовали алгоритмы, чтобы показать, что первичные черные дыры, как ожидается, показывают две различные подписи петлевой квантовой гравитации, а более крупные черные дыры, одну подпись. Эти подписи относятся к функции спектра энергии черной дыры, как широкие пики на определенных энергетических уровнях.
Используя метод моделирования Монте-Карло, ученые оценили обстоятельства, при которых они могли различать предсказанные подписи петлевой квантовой гравитации и те излучения Хокинга, что черные дыры, как ожидается, излучают с или без петлевой квантовой гравитации. Они обнаружили, что дискриминация возможна до тех пор, пока есть достаточно черных дыр или при относительно небольшой ошибки энергии реконструкции.
Хотя ученые показали, что анализ испарения черных дыр может служить в качестве зонда для петлевой квантовой гравитации, они отмечают, что одной из важнейших задач будет просто обнаружение испарения черных дыр.

“Мы должны быть честными: обнаружить это будет трудно”,- сказал соавтор Аврелиен Барро (Aurélien Barrau) из Французского национального института ядерной физики элементарных частиц. “Но это далеко не невозможно”.

Он добавил, что черные дыры не являются единственно возможным зондом петлевой квантовой гравитации, и он в настоящее время изучает фоновое излучение Вселенной на предмет наличия петлевой квантовой гравитации в подписи.

“Сейчас я работаю над космологической стороной петлевой квантовой гравитации”,- сказал Барро. “Это другой способ, чтобы попытаться проверить теорию: некоторые специфические следы реликтового излучения могут быть обнаружены в будущем”.