W świecie fizyki fundamentalnej od dawna utrzymuje się paląca potrzeba zharmonizowania Ogólnej Teorii Względności (OTW) Einsteina z mechaniką kwantową. To wyzwanie, które przez dziesięciolecia stanowiło centralny problem teoretyczny, zyskało nowy kierunek rozwoju dzięki przełomowemu badaniu. Wyniki tej innowacyjnej pracy zostały opublikowane 26 października 2025 roku na łamach czasopisma The European Physical Journal C.
Fizycy Marco Matone i Nikolaos Dimakis przedstawili śmiałą hipotezę, która może radykalnie zmienić nasze rozumienie wszechświata. Ich teza sugeruje, że probabilistyczna natura, charakterystyczna dla zjawisk kwantowych, może wynikać bezpośrednio z geometrycznych właściwości samej czasoprzestrzeni. Zamiast traktować OTW i mechanikę kwantową jako niezgodne systemy, badacze ci proponują spojrzenie na nie jako na odmienne aspekty jednej, głębszej rzeczywistości.
Istota ich naukowego odkrycia polega na wykazaniu, że pierwsza poprawka w rozwinięciu WKB kwantowego równania kosmologicznego jest w stanie przeformułować pierwsze równanie Friedmana. To techniczne osiągnięcie otwiera drogę do zrozumienia, że deterministyczna struktura OTW oraz probabilistyczny świat teorii kwantowej mogą być dwiema stronami tego samego medalu. Najważniejszym wnioskiem płynącym z ich pracy jest możliwość wyprowadzenia słynnego równania Schrödingera bezpośrednio z Ogólnej Teorii Względności, pod warunkiem spełnienia określonych założeń fizycznych.
Niniejsze badanie redefiniuje perspektywę, z jakiej postrzegamy naturę rzeczywistości, zachęcając do traktowania kosmosu jako spójnego, wzajemnie powiązanego systemu. Jeżeli to geometryczne atrybuty czasoprzestrzeni generują kwantową nieokreśloność, oznacza to, że makroskopowe pola grawitacyjne i mikroskopijne fluktuacje są w istocie manifestacjami tego samego fundamentalnego prawa. Taka jedność pozwala na gruntowne przemyślenie związków przyczynowo-skutkowych rządzących Wszechświatem.
Praca Matone i Dimakisa dotyka również zagadnień dynamiki kosmologicznej. Autorzy skoncentrowali się na epoce zdominowanej przez promieniowanie, demonstrując, w jaki sposób rozwiązania kwantowe, oparte na kwantowym współczynniku skali, modyfikują ewolucję Wszechświata. Co istotne, ich model skutecznie eliminuje osobliwości, które tradycyjnie pojawiają się, gdy współczynnik skali dąży do zera, co stanowi kluczowy postęp w kosmologii.
Ponadto, ich kwantowe równanie wykazało dwoistość względem sformułowania Seiberga-Wittena, które niedawno wykorzystywano do analizy czarnych dziur. Badanie to obejmuje również złożone metryki i zjawisko rezurgencji, które zostały opracowane przez Kontsevicha, Ziegala i Wittena. Ta głęboka matematyczna zgodność sugeruje, że proponowana teoria jest osadzona w solidnych ramach teoretycznych, wskazując na fundamentalną spójność.
Takie osiągnięcia w fizyce teoretycznej stanowią wyraźne przypomnienie, że pozorne sprzeczności, takie jak rozbieżność między OTW a mechaniką kwantową w pobliżu Wielkiego Wybuchu czy w centrach czarnych dziur, nie są ślepymi zaułkami. Są one raczej zaproszeniem do przyjęcia szerszej perspektywy. Uświadomienie sobie, że struktura czasoprzestrzeni jest pierwotnym źródłem kwantowej nieokreśloności, przenosi punkt ciężkości z walki z nierozwiązywalnymi „problemami” na zrozumienie inherentnej harmonii, która już istnieje u podstaw rzeczywistości fizycznej.