그것은 물리학의 큰 연결 중 하나였습니다. 1965 년 입자 이론가는 기본 입자의 충돌을위한 공식을 도출했다. 20 년 후 완전히 다른 기술을 사용하여 두 명의 중력 이론가들은 별이나 블랙홀의 충돌을위한 공식을 도출했습니다. 그리고 그들은 같은 공식이었습니다. 유일한 차이점은 첫 번째 사용 된“ p 라는 것입니다 ”모멘텀을 나타내고 두 번째는“ p 를 사용했습니다 ".". 하버드 물리학 자 앤디 스트롬 머저 (Andy Strominger)는“6 살짜리 아이 가이 두 논문을 볼 수있다”고 농담을하고 유사성을 발견했다. 그러나 분명히 6 살짜리 아이는 없었으므로 Strominger가 2014 년에 그것을 깨달을 때까지 그들의 유사성이 눈에 띄지 않았습니다.
공식이 공통적으로 가지고있는 것은 중력과 다른 힘이 대규모로 어떻게 작용하는지와 관련이 있다는 것입니다. Strominger와 그의 동료들은 물리 법칙을 통일하기위한 새롭고 특이한 길을 제공 할 수있는 방법을 조사하고 있습니다. 세력의 대규모 행동은 물리학 자들이 전통적으로 집중하는 소규모 행동만큼 많은 놀라움을 가졌다. 이 접근법은 또한 1970 년대 스티븐 호킹 (Stephen Hawking)이 처음으로 식별 한 블랙홀에 의해 삼키는 물건에 대한 정보의 운명에 대한 악명 높은 역설에 대한 새로운 공격 라인을 열었습니다. Cornell University의 Eanna Flanagan은“Andy의 작업은 매우 중요하며 결국 많은 물리학에 큰 영향을 미칠 것입니다. 
Strominger의 작품의 중력면은 1962 년 중력 이론가 Hermann Bondi, M.G.의 당황한 발견으로 거슬러 올라갑니다. 반 데르 버그 및 A.W. Kenneth Metzner와 별도로 Rainer Sachs. 그들은 아인슈타인의 특별한 상대성 이론을 특별하게 만드는 이유를 찾아려고 노력했습니다. 이 이론은 서로에 비해 일정한 속도로 움직이는 다른 관찰자가 물체의 길이와 사건 사이의 시간에 동의하지 않는 방법을 지정합니다. 한편, 전반적인 상대성 이론은 그 원리를 다양한 속도로 움직이는 관찰자들에게 확장시킨다. 그것은 공간과 시간이 어떻게 짜여져 있으며, 대규모 중력 주위에 구부러지고 뒤틀리는 4 차원 시공간 직물을 형성하는 방법을 지정합니다. 교과서에 따르면, 일반 이론은 행성, 별 또는 기타 중력으로부터 멀리 떨어져있을 때, 간단히, 무한히 멀리 떨어져있을 때 특수 상대성 이하로 줄어 듭니다. 그곳에서 중력은 아무것도없고, 일반적으로 플로피 시공간 연속체는 단단한 프레임 워크로 강화되어야합니다. 중력이 거리가 멀어지기 때문에 행성과 별은 서로 독립적이며 태양계에서 일어나는 일은 나머지 은하에 거의 의존하지 않습니다.
벨기에의 Université Libre de Bruxelles의 Geoffrey Com 그것의 특수 상대성이 결정에 묘사 한 "평평한 시공간"의 구조를 비유합니다. 그는 제한된 정도의 대칭 만 가지고 있다고 설명합니다.
그러나 긴밀한 검사에서 Bondi와 그의 동료들은 중력을 제로화하더라도 시공간은 단단하게 평평 해지지 않고 플로피를 유지한다는 것을 발견했습니다. 다시 말해, 중력이없는 경우에도 여전히 중력이 있습니다. 잔류 물은 항상 남아 있습니다. 먼 행성과 별은 결국 서로 독립적이지 않습니다. 그러므로 교과서 그림은 잘못되었지만 왜 그런지 또는 그것이 무엇을 의미하는지 이해하는 직관적 인 방법은 없었습니다. Strominger는“일반적인 상대성 이론은 매우 장거리에서도 특수 상대성 이론과 같은 일이되지 않았습니다.
슈퍼 전송
그 거리에서 남아있는 것은 특별한 상대성의 대칭 일뿐 만 아니라 슈퍼 전이라고 불리는 다른 수많은 대칭입니다. 이들은 중력 몸에서 무한한 지점을 관련시키는 각도 의존적 번역입니다. BMS 그룹으로 알려진 대칭의 이러한 풍부한 풍부한 공간은 빈 공간에 엄청난 잠재적 복잡성을 제공합니다. 간단히 말해서, 시공간이 비어있는 방법에는 무한히 많은 방법이 있습니다. 슈퍼 전송은 오른쪽으로 세 단계를 수행하는 것만 큼 시각화하기가 쉽지 않으며 수십 년 동안 간단한 설명에 저항했습니다. 많은 물리학 자들은이 주장이 혼란스러워서 슈퍼 전환의 중요성과 일반적인 상대성 이론의 결과를 내렸다. Strominger는“BMS가“Superrotations”라고 불리는 상징적 인 규모의 몇 가지를 놓친 것으로 밝혀졌다.)“적절한 맥락은 이해되지 않았기 때문에 문헌은 오류로 가득 차있다”고 Strominger는 말했다. "사람들은 실제로 그것을 믿지 않았고 그것을 죽일 방법을 계속 찾으려고 노력했습니다."
.그러나 최근 몇 년 동안 Strominger는 슈퍼 번역이 무엇인지 명확히했으며 그의 그림은 진공 및 블랙홀에 대한 우리의 이해에 중대한 영향을 미칠 수 있습니다. 그는 입자 물리학에서 겉보기에 독립적이지만 똑같이 당황한 수수께끼에서 영감을 받았습니다. 1930 년대에 Felix Bloch와 Arnold Nordsieck은 에너지가없는 두 개의 광자 (링고에서“소프트 입자”)를 충돌하면 주어진 결과의 확률은 생성되는 입자 수와 다른 세부 사항과 무관하다고 계산했습니다. 물리학 자들은 나중에 중력의 소지자 역할을하는 가설화 된 입자 인 Graviton을 포함하여 다른 유형의 입자에 대해서도 마찬가지입니다. 사실상 입자는 모두 저 에너지에서 동일하게 보입니다.
Strominger는 연구자 들이이 행동을 수학적 이론의 힘을 가진 양자 필드 이론의 내장 특징으로 취했으며 더 깊은 설명을 찾을 필요가 없다고 말했다. 그러나 모든 제로 에너지 입자와 공통적 인이 이상한 특징을 BMS 그룹과 관련시킴으로써, 그는 슈퍼 변환이 구체적인 의미를 부여하는 방법을 찾았다.
이 실현은 차례로 중력 몸과는 거리가 멀어 겉보기에는 빈 시공간이 중력의 잔류 물을 유지할 수있는 방법에 대한 명확한 그림을 제공합니다. 부드러운 입자를 진공 상태에 넣고 에너지를 추가하지는 않지만 각 운동량 및 기타 특성에 기여하여 진공을 새 버전 자체로 충돌시킵니다. Strominger는 진공이 여러 형태를 가정 할 수 있다면 그것을 통과하는 것에 대한 거의 동종 요법 인쇄물을 유지한다는 것을 깨달았습니다.
.1980 년대에 중력의 장거리 효과에 대한 새로운 이해를위한 토대를 마련한 State College의 펜실베니아 주립 대학의 중력 이론가 Abhay Ashtekar는 빈 공간의 물리와 입자 물리학의 연약한 이론 사이의 Strominger의 연결을“seminal”이라고 부릅니다. 뉴저지 주 프린스턴에있는 고급 연구 연구소의 이론가 Nima Arkani Hamed도 Strominger의 접근 방식을 존경합니다. "Strominger와 그의 공동 저자들은 이러한 고전적인 사실들을 대칭 언어로 멋지게 해석했습니다."라고 그는 말합니다. “정말 아름답습니다.”
그러나 모든 사람이 진공 상태에서 Strominger의 직관적 인 대칭 사진에 매혹적인 것은 아닙니다. 과학자들이 제공하는 해석을 면밀히 조사하는 것을 전문으로하는 철학자들은 특히 모호한 것처럼 보입니다. 독일 뮌헨에있는 Ludwig Maximilians University의 Erik Curiel은“저는 BMS에게 의미있는 물리적 해석을 주려는 대부분의 시도에 대해 회의적입니다. 그는 추정 대칭이 분석에 사용 된 이상화의 인공물이라고 의심하며 문자 그대로 너무 복용해서는 안됩니다. Irvine의 캘리포니아 대학교에있는 James Owen Weatherall은 다음과 같이 동의합니다. (Curiel과 Weatherall은 모두 관련 물리학에 대한 배경을 가지고 있습니다.)
메모리 효과
그럼에도 불구하고, 물리학 자들은 곧 실험실에서 픽업 할 수있는 중력에 의해 남겨진 관찰 가능한 "기억 효과"의 증거를 찾기 위해 노력하고 있습니다. 1970 년대에 소비에트 물리학 자 야코 코프 젤 도비치 (Yakov Zel'Dovich)와 알렉산더 폴 나라 브 (Alexander Polnarev)는 중력 파도가 리고 시스템의 거울에 의해 유명하게 집어 들었던 것과 같은 탐지기에서 도망 치는 진동을 일으킬뿐만 아니라 영구적 인 변화를 떠날 것이라고 제안했다. Strominger는“거울이 흔들리고 파도가 지나간 후 원래 위치로 돌아 오지 않습니다.
이 메모리 효과는 Compère의 시공간 그림을 크리스탈로 생각할 때 의미가 있습니다. 중력파의 통과는 결정의 탈구와 같습니다. 격자의 상쇄입니다. Compère는“이 탈구의 효과는 두 명의 관찰자가 처음에 휴식을 취하고 어느 정도 거리에 의해 분리된다는 것입니다. Columbia University의 Yuri Levin에 따르면, 변위 크기는 진동 진폭의 약 5 %이며 향후 리고 업데이트로 볼 수 있습니다. 다른 실험 주의자들은 전자기 및 핵 세력에 대한 유사한 기억 효과를 찾을 계획입니다.
정보 역설
메모리 원칙은 1970 년대에 호킹이 발견 한 블랙 홀 정보 역설을 해결할 수도 있습니다. 일반적인 분석에서 블랙홀은 병리학 적으로 잊어 버립니다. 그들이 내리는 문제에 대한 유일한 기록은 질량, 스핀 및 전하입니다. 시간이 지남에 따라 블랙홀은 점차적으로 매일 방사선의 형태로 입자를 점차적으로 쫓아냅니다. 삼키는 내용에 대한 세부 사항은 손실되고 파괴 될 것으로 추정됩니다. 역설은 그러한 철저한 기억 상실증이 물리학에서 발생하지 않기 때문에 발생합니다. 그러나 2016 년 호킹과 케임브리지 이론가 Malcolm Perry와 함께 일하면서 Strominger는 일반 상대성 이론의 진공이 블랙홀의 죽음을 넘어 우주 에서이 정보를 보존하는 메모리 매트릭스를 제공 할 수 있다고 제안했습니다. 빈 공간의 빈 영역에서 블랙홀이 형성되고; 증발 후, 그 지역은 다시 한 번 비어 있습니다. 그러나 다른 빈입니다.
원칙적으로 의미가 있지만 일부 물리학 자에게는 블랙홀에서 정보가 어떻게 탈출되는지에 대한 세부 사항이 스케치입니다. 오하이오 주립 대학의 Samir Mathur는“실제 Hawking-Perry-Strominger Paper는 슈퍼 트랜스가 어떻게 정보를 얻을 수 있는지에 대해 아무 말도하지 않습니다.
해결책이 마침내 무엇이든간에, 일반 상대성 이론을 더 잘 이해하면 물리학 자들이 역설없는 후계자 이론을 개발하는 데 도움이 될 수 있다고 생각합니다. 이제 그들은 시공간의 대칭을 완전히 카탈로그로 만들었으므로 Strominger와 다른 사람들은보다 근본적인 시스템에서 나올 수있는 방법을 찾을 수 있습니다. 따라서 다음에 이상한 대문자를 제외하고는 거의 동일하게 보이는 두 가지 공식을 볼 수 있습니다. 당신도 평범한 시야에 숨어있는 깊은 연결을 찾을 수 있습니다.
George Musser는 과학 작가이자 편집자이며 두 권의 책의 저자입니다. 문자열 이론 및 에 대한 완전한 바보 안내서 멀리서 으스스한 행동.
이 기사는 원래 FQXI 커뮤니티 사이트 (Foundational Questions Institute)에 실 렸습니다.
