Kvantinė gravitacija – kas tai? Būtent šį klausimą ir aptarsime šiame straipsnyje. Pirmiausia apibrėšime jo charakteristikas ir faktinę informaciją, o tada susipažinsime su jos priešininke – stygų teorija, kurią bendrai panagrinėsime, kad suprastume ir sietume ryšį su kilpos kvantine gravitacija.
Įvadas
Viena iš teorijų, apibūdinančių kvantinę gravitaciją, yra duomenų apie kilpos gravitaciją Visatos organizavimo kvantiniame lygmenyje rinkinys. Šios teorijos remiasi tiek laiko, tiek erdvės diskretiškumo Plancko skalėje koncepcija. Leidžia įgyvendinti pulsuojančios Visatos hipotezę.
Lee Smolin, T. Jacobson, K. Rovelli ir A. Ashtekar yra kilpinės kvantinės gravitacijos teorijos įkūrėjai. Jo formavimosi pradžia patenka į 80-uosius. XX amžiuje. Remiantis šios teorijos teiginiais, „ištekliai“– laikas ir erdvė – yra diskrečių fragmentų sistemos. Jie apibūdinami kaip kvantų dydžio ląstelės, kurios yra laikomos kartu ypatingu būdu. Tačiau, pasiekę didelius dydžius, mes stebime erdvėlaikio išlyginimą, ir tai mums atrodo nenutrūkstama.
Kilpinė gravitacija ir visatos dalelės
Vienas ryškiausių kvantinės kilpos teorijos „ypatybių“yra natūralus jos gebėjimas išspręsti kai kurias fizikos problemas. Tai leidžia paaiškinti daugelį problemų, susijusių su standartiniu dalelių fizikos modeliu.
2005 m. buvo paskelbtas S. Bilson-Thompson straipsnis, kuriame jis pasiūlė modelį su transformuotu Rishon Harari, kuris įgavo pratęstos juostelės objektą. Pastaroji vadinama juostele. Apskaičiuotas potencialas rodo, kad tai gali paaiškinti visų sudedamųjų dalių nepriklausomo organizavimo priežastį. Juk būtent šis reiškinys ir sukelia spalvos užtaisą. Ankstesnis preon modelis pagrindiniu elementu laikė taškines daleles. Spalvos mokestis buvo postuluotas. Šis modelis leidžia apibūdinti elektros krūvius kaip topologinį objektą, kuris gali atsirasti juostos sukimo atveju.
Antrasis šių bendraautorių straipsnis, publikuotas 2006 m., yra kūrinys, kuriame dalyvavo ir L. Smolin bei F. Markopolu. Mokslininkai iškėlė prielaidą, kad visos kvantinės kilpos gravitacijos teorijos, įtrauktos į kilpinių klasę, teigia, kad jose erdvė ir laikas yra kvantavimo sužadintos būsenos. Šios būsenos gali atlikti preonų vaidmenį, o tai lemia gerai žinomo standartinio modelio atsiradimą. Tai, savo ruožtu, sukeliateorijos savybių atsiradimas.
Keturi mokslininkai taip pat pasiūlė, kad kvantinės kilpos gravitacijos teorija gali atkurti standartinį modelį. Jis automatiškai sujungia keturias pagrindines jėgas. Šioje formoje pagal „brado“(susipynusio pluoštinio erdvėlaikio) sąvoką čia turima omenyje preonų sąvoka. Būtent smegenys leidžia iš „pirmosios kartos“dalelių atstovų atkurti teisingą modelį, pagrįstą fermionais (kvarkais ir leptonais) su dažniausiai teisingais būdais atkurti pačių fermionų krūvį ir paritetą.
Bilson-Thompson pasiūlė, kad fermionai iš pagrindinės 2-osios ir 3-iosios kartos „serijos“galėtų būti pavaizduoti kaip tie patys bradai, tačiau jų struktūra yra sudėtingesnė. 1 kartos fermionai čia atstovaujami paprasčiausiomis smegenimis. Tačiau čia svarbu žinoti, kad konkrečios idėjos apie jų įrenginio sudėtingumą dar nebuvo pateiktos. Manoma, kad spalvos ir elektros tipų krūviai, taip pat dalelių pariteto „statusas“pirmosios kartos formuojasi lygiai taip pat, kaip ir kitose. Po to, kai šios dalelės buvo atrastos, buvo atlikta daug eksperimentų, siekiant sukurti joms poveikį kvantiniais svyravimais. Galutiniai eksperimentų rezultatai parodė, kad šios dalelės yra stabilios ir nesuyra.
Juostos struktūra
Kadangi mes čia svarstome informaciją apie teorijas nenaudodami skaičiavimų, galime sakyti, kad tai yra kvantinė gravitacija.arbatinukai“. Ir ji negali neaprašyti juostos struktūrų.
Esybės, kuriose materiją vaizduoja ta pati „daikta“, kaip ir erdvėlaikis, yra bendras aprašomasis modelio, kurį mums pateikė Bilsonas-Thompsonas, reprezentacija. Šios esybės yra pateiktos aprašomosios charakteristikos juostos struktūros. Šis modelis parodo, kaip gaminami fermionai ir kaip susidaro bozonai. Tačiau tai neatsako į klausimą, kaip Higso bozoną galima gauti naudojant prekės ženklą.
L. Freidelis, J. Kovalskis-Glikmanas ir A. Starodubcevas 2006 m. viename straipsnyje pasiūlė, kad Vilsono gravitacinių laukų linijos gali apibūdinti elementarias daleles. Tai reiškia, kad dalelių turimos savybės gali atitikti kokybinius Wilsono kilpų parametrus. Pastarieji savo ruožtu yra pagrindinis kilpos kvantinės gravitacijos objektas. Šie tyrimai ir skaičiavimai taip pat laikomi papildomu pagrindu teoriniam pagrindui, apibūdinančiam Bilsono-Thompsono modelius.
Naudojant sukimosi putplasčio modelio formalizmą, kuris yra tiesiogiai susijęs su šiame straipsnyje nagrinėjama ir analizuojama teorija (T. P. K. G.), taip pat remiantis pradine šios kvantinės kilpos gravitacijos teorijos principų serija. galima atkurti kai kurias standartinio modelio dalis, kurių anksčiau nebuvo galima gauti. Tai buvo fotonų dalelės, taip pat gliuonai ir gravitonai.
Yrataip pat gelono modelis, kuriame brad nėra laikomi dėl jų nebuvimo. Tačiau pats modelis nesuteikia tikslios galimybės paneigti jų egzistavimą. Jo pranašumas yra tas, kad Higso bozoną galime apibūdinti kaip savotišką sudėtinę sistemą. Tai paaiškinama sudėtingesnių vidinių struktūrų buvimu didelės masės dalelėse. Atsižvelgdami į juostų sukimąsi, galime manyti, kad ši struktūra gali būti susijusi su masinio kūrimo mechanizmu. Pavyzdžiui, Bilsono-Thompsono modelio, apibūdinančio fotoną kaip nulinės masės dalelę, forma atitinka nesusuktą brado būseną.
Bilsono-Thompsono metodo supratimas
Kvantinės kilpos gravitacijos paskaitose, aprašant geriausią Bilsono-Thompsono modelio supratimo būdą, minima, kad šis elementariųjų dalelių preoninio modelio aprašymas leidžia apibūdinti elektronus kaip banginio pobūdžio funkcijas. Esmė ta, kad bendras kvantinių būsenų, kurias turi sukimosi putos su koherentinėmis fazėmis, skaičius taip pat gali būti apibūdintas naudojant bangos funkcijos terminus. Šiuo metu vyksta aktyvūs darbai, kuriais siekiama suvienodinti elementariųjų dalelių teoriją ir T. P. K. G.
Tarp knygų apie kilpinę kvantinę gravitaciją galima rasti daug informacijos, pavyzdžiui, O. Feirino darbuose apie kvantinio pasaulio paradoksus. Be kitų darbų, verta atkreipti dėmesį į Lee Smolin straipsnius.
Problemos
Straipsnyje, modifikuotoje Bilsono-Thompsono versijoje, pripažįstama, kaddalelių masės spektras yra neišspręsta problema, kurios jo modelis negali aprašyti. Taip pat ji nesprendžia klausimų, susijusių su sukimais, Cabibbo maišymu. Tam reikia sąsajos su fundamentalesne teorija. Vėlesnėse straipsnio versijose aprašoma bradų dinamika naudojant Pachnerio perėjimą.
Fizikos pasaulyje vyksta nuolatinė konfrontacija: stygų teorija prieš kilpos kvantinės gravitacijos teoriją. Tai yra du pagrindiniai darbai, prie kurių dirbo ir dirba daug žinomų mokslininkų visame pasaulyje.
Stygų teorija
Kalbant apie kvantinės kilpos gravitacijos teoriją ir stygų teoriją, svarbu suprasti, kad tai yra du visiškai skirtingi būdai suprasti materijos ir energijos struktūrą Visatoje.
Stygų teorija yra fizikos mokslo „evoliucijos kelias“, kuris bando tirti ne taškinių dalelių, o kvantinių stygų tarpusavio veiksmų dinamiką. Teorijos medžiaga sujungia kvantinio pasaulio mechanikos ir reliatyvumo teorijos idėją. Tikėtina, kad tai padės žmogui sukurti ateities kvantinės gravitacijos teoriją. Būtent dėl tiriamojo objekto formos ši teorija bando kitaip apibūdinti visatos pagrindus.
Skirtingai nei kvantinės kilpos gravitacijos teorija, stygų teorija ir jos pagrindai yra pagrįsti hipotetiniais duomenimis, leidžiančiais manyti, kad bet kuri elementarioji dalelė ir visos jos esminės sąveikos yra kvantinių stygų virpesių rezultatas. Šie Visatos "elementai" turi ultramikroskopinius matmenis ir Plancko ilgio skalėse yra 10-35 m.
Šios teorijos duomenys yra matematiškai reikšmingi gana tiksliai, tačiau jai dar nepavyko rasti tikro patvirtinimo eksperimentų srityje. Stygų teorija siejama su multivisatomis, kurios yra informacijos aiškinimas begaliniame skaičiuje pasaulių, turinčių skirtingus absoliučiai visko vystymosi tipus ir formas.
Pagrindas
Kvantinė gravitacija ar stygų teorija? Tai gana svarbus klausimas, kuris yra sunkus, bet turi būti suvokiamas. Tai ypač svarbu fizikai. Norint geriau suprasti stygų teoriją, svarbu žinoti keletą dalykų.
Stygų teorija galėtų pateikti perėjimą ir visas kiekvienos pagrindinės dalelės ypatybes, tačiau tai įmanoma tik tuo atveju, jei stygas galėtume ekstrapoliuoti į mažos energijos fizikos sritį. Tokiu atveju visos šios dalelės būtų sužadinimo spektro apribojimų nelokaliame vienmačiame lęšyje, kurių yra begalinis skaičius. Būdingas stygų matmuo yra labai maža reikšmė (apie 10-33 m). Atsižvelgiant į tai, žmogus negali jų stebėti eksperimentų metu. Šio reiškinio analogas yra muzikos instrumentų styginių vibracija. Spektriniai duomenys, „sudarantys“eilutę, gali būti įmanomi tik tam tikram dažniui. Didėjant dažniui, didėja ir energija (susikaupusi nuo vibracijų). Jei šiam teiginiui pritaikysime formulę E=mc2, tada galime sukurti materijos, sudarančios Visatą, aprašymą. Teorija teigia, kad dalelių masės matmenys, kurie pasireiškia kaipvibruojančios stygos stebimos realiame pasaulyje.
Stygų fizika palieka atvirą erdvės ir laiko matmenų klausimą. Papildomų erdvinių matmenų nebuvimas makroskopiniame pasaulyje paaiškinamas dviem būdais:
- Matmenų, susuktų iki tokių dydžių, kurie atitiks Planko ilgio tvarką, sutankinimas;
- Viso dalelių, sudarančių daugiamatę Visatą, skaičiaus lokalizavimas keturių dimensijų „pasaulio lape“, kuris apibūdinamas kaip daugialypė visata.
Kvantifikavimas
Šiame straipsnyje aptariama manekenų kilpos kvantinės gravitacijos teorijos samprata. Šią temą labai sunku suvokti matematiniu lygmeniu. Čia nagrinėjame bendrą vaizdavimą, pagrįstą aprašomuoju požiūriu. Be to, kalbant apie dvi „priešingas“teorijas.
Norint geriau suprasti stygų teoriją, taip pat svarbu žinoti apie pirminio ir antrinio kvantavimo metodų egzistavimą.
Antrasis kvantavimas yra pagrįstas eilutės lauko sąvokomis, būtent funkcine kilpų erdve, kuri yra panaši į kvantinio lauko teoriją. Pirminio požiūrio formalizmai, pasitelkę matematinius metodus, sukuria bandymo eilučių judėjimo jų išoriniuose laukuose aprašymą. Tai nedaro neigiamos įtakos stygų sąveikai, taip pat apima stygų nykimo ir susijungimo reiškinį. Pagrindinis požiūris yra ryšys tarp stygų teorijų ir įprastų lauko teorijų teiginiųpasaulio paviršius.
Supersimetrija
Svarbiausias ir privalomas, taip pat realistinis stygų teorijos „elementas“yra supersimetrija. Bendras dalelių rinkinys ir jų sąveika, stebima esant santykinai žemai energijai, gali atkurti Standartinio modelio struktūrinį komponentą beveik visomis formomis. Daugelis standartinio modelio savybių įgauna elegantiškus paaiškinimus superstygų teorijos požiūriu, o tai taip pat yra svarbus teorijos argumentas. Tačiau dar nėra principų, kurie galėtų paaiškinti vieną ar kitą stygų teorijų apribojimą. Šie postulatai turėtų sudaryti galimybę gauti pasaulio formą, panašią į standartinį modelį.
Ypatybės
Svarbiausios stygų teorijos savybės yra:
- Principai, lemiantys Visatos struktūrą, yra gravitacija ir kvantinio pasaulio mechanika. Tai yra komponentai, kurių negalima atskirti kuriant bendrą teoriją. Stygų teorija įgyvendina šią prielaidą.
- Daugelio išplėtotų dvidešimtojo amžiaus koncepcijų, leidžiančių suprasti pagrindinę pasaulio struktūrą su visais jų veikimo ir paaiškinimo principais, tyrimai yra sujungti ir kyla iš stygų teorijos.
- Stygų teorija neturi laisvų parametrų, kuriuos reikia pakoreguoti, kad būtų užtikrintas suderinimas, kaip reikalaujama, pavyzdžiui, standartiniame modelyje.
Pabaigoje
Paprasčiau tariant, kvantinės kilpos gravitacija yra vienas iš būdų suvokti tikrovę, kuribando apibūdinti pamatinę pasaulio sandarą elementariųjų dalelių lygmeniu. Tai leidžia išspręsti daugybę fizikos problemų, turinčių įtakos materijos organizavimui, taip pat priklauso vienai iš pirmaujančių teorijų pasaulyje. Pagrindinis jos priešininkas yra stygų teorija, kuri yra gana logiška, atsižvelgiant į daugybę teisingų pastarosios teiginių. Abi teorijos patvirtinamos įvairiose elementariųjų dalelių tyrimų srityse, o bandymai sujungti „kvantinį pasaulį“ir gravitaciją tęsiasi iki šiol.
