Az elmélet a hurok kvantumgravitáció
Add a könyvjelzők.
Mi volt az ősrobbanás előtti és hol az idő?
A kvantum gravitáció elméletét ii ismerős számunkra zavartalan és folyamatos tér Ultrasmall léptékű szerkezete nagyon bonyolult geometriájú
(A kép az oldalról www.aei.mpg.de)
Issues címsor fizikusok általában nem tárgyalt, mert a hagyományos elmélet AI képes válaszolni rájuk, mégis. Az utóbbi időben azonban keretében hurok kvantumgravitáció is sikerült nyomon követni a fejlődését egy egyszerűsített modell az univerzum vissza az időben egészen addig a pillanatig, a Big Bang, és még keresni kell. Útközben kiderült, éppen ebben a modellben van idő.
Megfigyelés az univerzum azt mutatják, hogy a legnagyobb méretű, ez nem fix, de változik az idővel. Ha alapján a modern elmélet s nyomon követni a fejlődését visszafelé az időben, úgy tűnik, hogy a megfigyelt most a világegyetem része volt, mielőtt a forróság és a tömörebb, mint most, de az elején ez adta a Big Bang - a teremtés folyamata az univerzum egy szingularitás: a különleges helyzet, amely a modern a fizika törvényei nem érvényesek.
A fizikusok, ez a helyzet nem teljesül: akarják érteni a folyamatot magát, és a Big Bang. Ezért ma sok kísérlet, hogy össze egy elmélet uw, amely alkalmazható lenne ez a helyzet. Mivel az első pillanatok után a Big Bang, a legfontosabb gravitációs erő vélték, hogy e cél elérése érdekében csak akkor lehetséges, beépítetlen, amíg a kvantumelmélet a gravitáció ii.
Egy időben, a fizikusok remélték, hogy kvantumgravitációt által leírt elmélete szuperhúrok ii. de a mostani válság szuperhúr elmélet rd megrendült a bizalom. Ebben a helyzetben, több figyelmet kezdett vonzani különböző megközelítések leírás kvantovogravitatsionnyh jelenségek, különösen, loop quantum gravitáció.
Hurok kvantumgravitáció alapvetően eltér a hagyományos fizikai elmélet rd és még elméletének szuperhúrok ii. Tárgyak így mintegy ii szuperhúrok például többdimenziós különböző húrok és membránok, amelyek azonban repül előre felkészült a térben és időben. Az a kérdés, hogy pontosan hogyan is keletkezett a többdimenziós tér-idő egy ilyen elmélet AI nem fogja megoldani.
A hurok gravitációelmélete uu fő tárgya - kissejtes kvantumtér. egy bizonyos módon kapcsolódnak egymáshoz. A törvény az anyagokat, valamint képes kezelni egy doboz, hogy léteznek. Ennek értéke mező ezen sejtek számára egyfajta „belső idő”: az átmenetet a gyenge mező erősebb mezőt pontosan úgy néz ki, mintha egyfajta „múlt”, ami befolyásolná a fajta „jövő”. Ez a törvény úgy van kialakítva, hogy egy elegendően nagy univerzum alacsony koncentráció és az energia (azaz, távol a szingularitása) a sejt, mintha „fuzionált” egymással alkotnak ismerős számunkra „szilárd” tér-idő.
Leírt számítás alapja azonban néhány egyszerűsítő feltételezéseket az egyetemes tulajdonságai területén. Úgy tűnik, az általános következtetések nélkül maradnak ezek a feltételezések, de még meg kell vizsgálni. Ez nagyon érdekes, hogy kövesse a további fejlődését ezek a gondolatok.
Az atomok tér és az idő
Ha la csodálatos elmélet hurok kvantumgravitáció helyes, hogy a tér és az idő által érzékelt minket, mint egy folyamatos, sőt, áll diszkrét részecskék.
Ősidők óta néhány filozófusok és tudósok úgy vélik, hogy az ügy állhat parányi atomok, de 200 évvel ezelőtt, kevesen hitték, hogy ezek is bizonyítható. Ma azt látjuk, az egyes atomok és részecskék tanulmányozása összetevők. A szemcsés anyag szerkezetét nem hír számunkra.
Az elmúlt évtizedekben, fizikusok és matematikusok kíváncsi: Nem diszkrét alkatrészek tér? Vajon tényleg több, mint egy folyamatos, vagy egy darab szőtt egyedi szálakból? Ha tudnánk megfigyelni rendkívül apró tárgyakat, akkor látni az atomok tér, oszthatatlan legkisebb részecskék a mennyiség? És hogy hogyan lehet idővel simán, ha változás van a természetben, vagy a világ fejlődik apró ugrások, úgy viselkedik, mint egy számítógép?
Az elmúlt 16 évben a tudósok feltűnően közelebb a választ ezekre a kérdésekre. Az elmélet szerint a madárinfluenza a furcsa név a „hurok kvantumgravitáció”, a tér és az idő tényleg alkotják különálló részből áll. Az elvégzett számítások keretében ezt a koncepciót, leírni egy egyszerű és szép képet, amely segít bennünket, hogy ismertesse a titokzatos kapcsolatos jelenségek a fekete lyukak és a Big Bang. De a fő előnye, ez az elmélet az AI, hogy a közeljövőben a jóslatok lehet tesztelni kísérletileg: találunk az atomok a tér, ha valóban létezik.
Kollégáimmal együtt dolgozunk az elmélet a hurok kvantumgravitáció uw (PKG), próbálja kialakítani egy régóta várt kvantumelmélet a gravitáció uw. Megmagyarázni a kritikus fontosságú az utóbbi és viszonya a diszkrét természete térben és időben, azt kell mondani, hogy egy kicsit a kvantumelmélet és az elmélet uu uu gravitáció.
Az advent a kvantummechanika első negyedévében a XX században. Ez együtt járt bizonyíték arra, hogy az ügy atomok alkotják. Quantum egyenletek megkövetelik, hogy bizonyos mennyiségű, például az energia az atom, csak úgy tudtam, hogy egyes diszkrét értékek. Quantum mechanika pontosan leírja az tulajdonságainak és viselkedésének atomok az elemi részecskék és kötő erők. A legsikeresebb a tudománytörténet kvantumelmélet la alapját tudásunkat kémia, atomi és szubatomi fizika, az elektronika és még biológia.
Ugyanebben az évtizedben, amikor még gyerekcipőben jár, a kvantummechanika, Albert Einstein kidolgozott általános relativitáselmélet, uw, amely a gravitáció elmélete uw. Eszerint a gravitációs erő az eredménye térben és időben a hajlítás (amelyek együtt alkotják a téridő) hatása alatt az anyag.
Egyénileg, a kvantummechanika és az általános relativitáselmélet Einstein TIONS kísérletileg megerősítették. De én soha nem vizsgálták az esetben, ha ki lehetne próbálni mindkét elmélet uu egyszerre. Az a tény, hogy a kvantum hatások érezhető csak egy kis méretű, és észrevehető hatása az általános relativitáselmélet uu igényel nagy tömegeket. Keverjük össze a két feltétel lehet csak a bizonyos rendkívüli körülmények.
Amellett, hogy a hiányzó kísérleti adatok, van egy hatalmas elvi probléma: az általános relativitáselmélet Einstein TIONS teljesen klasszikus, azaz nonquantum. Annak érdekében, hogy a logikai integritását fizika szüksége kvantumelmélet a gravitáció TIONS egyesítésének kvantummechanika általános relativitáselmélet iey a kvantumelmélet a tér-idő uw.
A fizikusok kifejlesztettek egy sor matematikai eljárások az átalakítás a klasszikus elmélet kvantum ii. Sok tudós hiába próbált alkalmazni azokat az általános relativitáselmélet ii.
Végzett számítások a 1960-as és 1970-es években. Ez azt mutatta, hogy a kvantummechanika és az általános relativitáselmélet nem kombinálható uw. Úgy tűnt, hogy a helyzet csak úgy lehet menteni a bevezetése egy teljesen új posztulátumok atov további részecskék, mezők vagy tárgyak egy másik fajta. Egzotikus egységes elmélete AI csak akkor indulhat meg azokban a kivételes esetekben, amikor jelentős és kvantummechanikai, és a gravitációs hatások. A kísérletek kompromisszumot elérni született olyan irányú kitermelés mintegy Ia Twistor, nem kommutatív geometria és supergravitation.
Nagyon népszerű a fizikusok elmélete mellett húrok TIONS, amely szerint amellett, hogy a jól ismert három térbeli dimenzióban van hat vagy hét, ami még senkinek sem sikerült látni. Theor la húrok is jósolja a létezését számos új elemi részecskék és erők, amelyek jelenlétében nem erősítették meg észrevételeit. Egyes tudósok úgy vélik, hogy ez része az úgynevezett M-ii elmélet, de sajnos, ez nem pontos meghatározás még nem javasoltak. Ezért sok szakértő úgy véli, hogy szükség van, hogy vizsgálja meg a rendelkezésre álló alternatívák. A hurok kvantumgravitáció elmélete Oia - a legfejlettebbek.
Az 1980-as évek. mi együtt Abi Ashtekerom (Abhay Ashtekar), Ted Jacobson (Ted Jacobson) és Carlo Rovelli (Carlo Rovelli) úgy döntött, hogy ismét megpróbálja egyesíteni a kvantummechanika és az általános relativitáselmélet uw standard módszerekkel. Az a tény, hogy a kapott negatív eredmények 1970-ben. továbbra is fontos kiskaput: a számítások azt feltételezték, hogy a folyamatos és zökkenőmentes tér geometriáját akármilyen alaposan vizsgáljuk azt. Hasonlóképpen, az emberek kezelt anyagot megnyitása előtt az atomok.
Ezért úgy döntöttünk, hogy hagyjon fel a koncepció egy sima, folytonos teret, és nem kell hipotéziseket. kivéve jól bevált kísérleti rendelkezései az általános elmélet AI relativitáselmélet és a kvantummechanika. Különösen két fő elveit elmélet AI Einstein megteremtette az alapot a számításokat.
Ezek közül az első - független a környezet - kijelenti, hogy a geometria a tér-idő nem rögzített, hanem változó, dinamikus értéket. Annak megállapításához, a geometria kell oldani egy sor egyenletek, amelyek figyelembe veszik az energiaköltségek és az anyag, és. By the way, a modern elmélet húrok Ia nem független a környezet: a leíró egyenletek a húrok megfogalmazott egy bizonyos klasszikus (azaz nem kvantum) tér-idő.
A második alapelv, az úgynevezett „diffeomorphic invariáns” azt mondja, hogy a kijelző a tér-idő és az építőiparban az egyenletek mi szabadon választhat bármilyen koordináta-rendszerben. Pont a tér-idő adják csak fizikai események zajlanak benne, és nem a pozícióját egy adott koordinátarendszerben (nincsenek különleges eredetű). Diffeomorphic invariancia - rendkívül fontos alapvető rendelkezése az általános relativitáselmélet ii.
Óvatosan össze a két elv a standard módszerek a kvantummechanika, az általunk kifejlesztett egy matematikai nyelv, amely lehetővé tette a szükséges számításokat, és megtudja, diszkrét vagy folytonos térben. Nagy örömünkre, a számítások azt mutatták, hogy a tér kvantált,! Tehát megalapozta az elmélet AI hurok kvantumgravitáció. Mellesleg, a „hurok” bevezetésére került sor annak a ténynek köszönhető, hogy egyes számítások kis hurkok jelölt tér-idő.
Sok fizikus és matematikus ellenőrzött számításaink különböző módszerekkel. Az évek során, la elmélet hurok kvantumgravitáció megerősítette erőfeszítéseinek köszönhetően a tudósok a különböző országok a világ. Elvégzett lehetővé teszi számunkra, hogy megbízik a képet a tér-idő, amit alább írunk le.
A mi kvantumelmélet uu jön a szerkezet téridő a legkisebb méretű, és megérteni, hogy meg kell vizsgálni, hogy az előrejelzések egy kis területet vagy térfogatot. Amikor foglalkozó kvantumfizika, fontos meghatározni, hogy melyik fizikai mennyiségeket kell mérni. Képzeljünk el egy bizonyos területen jelzett B határfelületet (lásd. Ábra. Az alábbiakban), amely adható anyagi tárgy (például egy öntöttvas héj), vagy közvetlenül a tér-idő geometria (például esemény horizont esetén egy fekete lyuk). Mi történik, ha az intézkedés a hangerőt a leírt terület? Mik a lehetséges eredmények lehetővé teszi mind a kvantumelmélet iey és diffeomorphic invariancia? Ha a geometria a tér folytonos, akkor a jelölt területen lehet bármilyen méretű, és térfogata lehet kifejezni valódi pozitív szám, különösen, önkényesen közel nulla. De ha granulirovana geometria, a mérési eredmények csak tartozik egy diszkrét számsor, és nem lehet kevesebb, mint a lehető legkevesebb. Emlékezzünk arra, hogy mi az energia akkor van egy elektron kering egy atommag? Ennek keretében a klasszikus fizika - bármely, de lehetővé teszi, hogy a kvantummechanika csak bizonyos szigorúan meghatározott diszkrét értékeket az energia és. A különbség ugyanaz, mint a mérése a folyadék térfogatának képező folyamatos stream (a szempontból a tudósok XVIII.), És meghatározzuk a víz mennyisége, amely atomok lehet számítani.
Szerint Theor II hurok kvantumgravitáció, térben, mint az atomok: szám mérésével kapjuk térfogat alkotnak diszkrét halmaza, azaz a térfogatváltozás egyedi adagokban. Tovább érték mérhető - a térségben a határ, ami szintén kiderül, hogy diszkrét. Más szóval, a tér folyamatos és áll kvantum egységek meghatározott terület és térfogat.
Lehetséges értékei térfogat és terület mérése származó egységek Planck hossz, amely kapcsolatban van a gravitációs erő, a méret és a sebesség fénykvantumokra. Planck hossza nagyon kicsi: 10 -33 cm; ez határozza meg a skála, amelyen a geometria a tér nem tekinthető folyamatos. A lehető legkisebb területet, nullától eltérő, körülbelül egyenlő a tér a Planck hossza, vagy a 10 -66 cm 2. A lehető legkisebb nem-zéró, - köbös Planck hossza, vagy a 10 -99 cm 3. Így, az elmélet szerint az AI köbcentimétereiben tér 99 tartalmaz körülbelül 10 térfogat atomok. Quant térfogata olyan kicsi, hogy egy köbcentiméter fotonok nagyobb köbcentiméter látható univerzum (10, 85).
Jóslás és ellenőrzés
Kvantumállapotok mennyiség és a terület
