“De unificatiepoging is niet alleen een theoretische triomf; het heeft diepgaande implicaties voor ons begrip van kosmische verschijnselen.” In oktober 2023 onthulden onderzoekers van de Aalto Universiteit in Finland een nieuwe kwantumtheorie van de zwaartekracht. Deze theorie is bedoeld om de kwantumveldentheorie en de algemene relativiteitstheorie van Einstein te verzoenen.
Fysici Mikko Partanen en Jukka Tulkki conceptualiseren de zwaartekracht als een kwantum-ijkmeter veld in een vlakke ruimtetijd. Dit staat in contrast met de opvatting van de algemene relativiteitstheorie dat de zwaartekracht een gekromde ruimtetijd is. Hun benadering harmoniseert de zwaartekracht met elektromagnetische en nucleaire krachten, en kadert ze als ijktheorieën met onderliggende symmetrieën.
Het nieuwe model creëert een gedeeld symmetrielandschap waar alle fundamentele interacties gelijk kunnen worden behandeld. Dit wordt bereikt door de gravitationele ijktheorie te verankeren in symmetrieën die vergelijkbaar zijn met het Standaardmodel. Deze unificatie zou extreme kosmische omgevingen zoals zwarte gaten en het vroege heelal kunnen verlichten.
De methodologie maakt gebruik van renormalisatie om oneindigheden in kwantumveldberekeningen aan te pakken. Partanen en Tulkki hebben succesvolle renormalisatie aangetoond bij eerste-orde benaderingen. Dit markeert een cruciale stap in de richting van volledige wiskundige consistentie, en nodigt uit tot verder onderzoek en ontwikkeling.
Het begrijpen van de zwaartekracht op kwantumniveau heeft praktische betekenis die verder gaat dan theoretische elegantie. Een uniforme kwantumtheorie van de zwaartekracht zou nieuwe principes kunnen ontsluiten die ten grondslag liggen aan materiaaleigenschappen en energieoverdracht. Het kan zelfs technologieën inspireren die verder gaan dan onze huidige verbeelding, en gebieden beïnvloeden van GPS-precisie tot toekomstige kwantumcommunicatienetwerken.