Согласно общей теории относительности Эйнштейна, гравитация возникает, когда массивный объект искажает структуру пространства-времени подобно тому, как мяч погружается в кусок растянутой ткани. Решение уравнений Эйнштейна с использованием величин, применимых ко всем пространственным и временным координатам, могло бы позволить физикам в конечном итоге найти своего "белого кита": квантовую теорию гравитации. В новой статье в EPJ Исторические перспективы современной физики Дональд Солсбери из колледжа Остин в Шермане, США, объясняет, как Питер Бергманн и Артур Комар впервые предложили способ приблизиться на шаг к этой цели с помощью методов Гамильтона-Якоби. Они возникли при изучении движения частиц с целью получения полного набора решений из одной функции положения частиц и констант движения.
Три из четырех фундаментальных взаимодействий - сильное, слабое и электромагнитное - действуют как в обычном мире нашего повседневного опыта, моделируемом классической физикой, так и в жутком мире квантовой физики. Однако при попытке применить четвертую силу, гравитацию, к квантовому миру возникают проблемы. В 1960-х и 1970-х годах Питер Бергманн из Сиракузского университета в Нью-Йорке и его коллеги признали, что для того, чтобы когда-нибудь согласовать общую теорию относительности Эйнштейна с квантовым миром, им необходимо найти величины для определения событий в пространстве и времени, применимые во всех системах отсчета. Им удалось сделать это, используя методы Гамильтона-Якоби.
Это противоречит подходам других исследователей, в том числе Джона Уилера и Брайса Девитта, которые считали необходимым только найти количество пространства, применимое ко всем системам отсчета. Исключая время, их решения приводят к двусмысленностям в том, как развивается время, которые известны как проблема времени.
Солсбери приходит к выводу, что, поскольку подход, принятый Бергманном и партнерами, устраняет двусмысленность в том, как развивается время, их подход заслуживает большего признания со стороны тех, кто исследует возможную теорию квантовой гравитации.
Комментарии