Выбор фона:
/ Новости сайта / Наука и Технологии / Квантовая гравитация
05.05.2014

Квантовая гравитация

Оценка: 0.0    1773 2 Наука и Технологии
08:53
Квантовая гравитация — направление исследований в теоретической физике, целью которого является квантовое описание гравитационного взаимодействия (и, в случае успеха, объединение таким образом гравитации с остальными тремя фундаментальными взаимодействиями, то есть построение так называемой «теории всего»).

Проблемы создания

Несмотря на активные исследования, теория квантовой гравитации пока не построена. Основная трудность в её построении заключается в том, что две физические теории, которые она пытается связать воедино (квантовая механика и общая теория относительности (ОТО)), опираются на разные наборы принципов. Так, квантовая механика формулируется как теория, описывающая временну́ю эволюцию физических систем (например, атомов или элементарных частиц) на фоне внешнего пространства-времени. В ОТО внешнего пространства-времени нет — оно само является динамической переменной теории, зависящей от характеристик находящихся в нём классических систем.

При переходе к квантовой гравитации как минимум нужно заменить системы на квантовые (то есть произвести квантование), при этом правая часть уравнений Эйнштейна — тензор энергии-импульса материи — становится квантовым оператором. Возникающая связь требует какого-то квантования геометрии самого пространства-времени, причём физический смысл такого квантования абсолютно неясен и сколь-либо успешная непротиворечивая попытка его проведения отсутствует.

Даже попытка провести квантование линеаризованной классической теории гравитации (ОТО) наталкивается на многочисленные технические трудности — квантовая гравитация оказывается неперенормируемой теорией. Ситуация усугубляется тем, что прямые эксперименты в области квантовой гравитации из-за слабости самих гравитационных взаимодействий недоступны современным технологиям. В связи с этим в поиске правильной формулировки квантовой гравитации приходится пока опираться только на теоретические выкладки.

Перспективные кандидаты

Два основных направления, пытающихся построить квантовую гравитацию, это теория струн и петлевая квантовая гравитация.

В первой из них вместо частиц и фонового пространства-времени выступают струны и их многомерные аналоги — браны. Для многомерных задач браны являются многомерными частицами, но с точки зрения частиц, движущихся внутри этих бран, они являются пространственно-временными структурами.

Во втором подходе делается попытка сформулировать квантовую теорию поля без привязки к пространственно-временному фону, пространство и время по этой теории состоят из дискретных частей. Эти маленькие квантовые ячейки пространства определённым способом соединены друг с другом, так что на малых масштабах времени и длины они создают пёструю, дискретную структуру пространства, а на больших масштабах плавно переходят в непрерывное гладкое пространство-время. Хотя многие космологические модели могут описать поведение Вселенной только начиная от планковского времени после Большого взрыва, петлевая квантовая гравитация может описать сам процесс взрыва и даже заглянуть дальше. Петлевая квантовая гравитация, возможно, позволит описать все частицы Стандартной модели.

Основной проблемой тут является выбор координат. Можно сформулировать и общую теорию относительности в бескоординатной форме (например, с помощью внешних форм), однако вычисления тензора Римана осуществляются только в конкретной метрике. Любош Мотль — один из самых активных и остроумных пропагандистов теории струн — по этому поводу выразился так, что говорить, например, о «фоновой независимости» пропагатора спиновой сети петлевой теории гравитации без указания единичного состояния — то же самое, что вычислять ряд Тейлора в точке х0 без указания х0.

Ещё одной перспективной теорией, снимающей возражение Л. Мотля, является причинная динамическая триангуляция. В ней пространственно-временное многообразие строится из элементарных евклидовых симплексов (треугольник, тетраэдр, пентахор) с учётом принципа причинности. Четырёхмерность и псевдоевклидовость пространства-времени в макроскопических масштабах в ней не постулируются, а являются следствием теории.

 


Поделитесь в социальных сетях

Комментарии 2

0  
RaMiraSh 09.07.2014 15:52 [Материал]
Кто-то знает, кто-то не знает, кто-то - знать не хочет: http://earth-chronicles.ru/forum/15-289-1#54535 - тема "Наша картина мира Вашими глазами" - сообщение № 9, раздел форума "Дискуссии - Обсуждение новостей"

Или копия в теме "Стратегическая ошибка современной физики" - http://earth-chronicles.ru/forum/3-506-2 - сообщение № 20 и сообщение № 24, раздел форума "Аналитические статьи".
+1  
Alexei2012 05.05.2014 12:04 [Материал]
biggrin С обычной гравитацией толком ничего не знают. Только «умные мысли». А все туда же … квантовая гравитация …
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]

Похожие материалы

Разговоры у камина
Календарь
Последние комментарии
Археологи выяснили, что амазонки-воительницы из греческим мифов жили на древнем Кавказе
Отрывок из румынской поэмы где тоже упоминается амазонка. ГРУЯ, НОВАК
И ДИКАЯ ДЕВА-БОГАТЫРША. (от Везунчик)

Археологи выяснили, что амазонки-воительницы из греческим мифов жили на древнем Кавказе
Немного на детей похожи? А если так :
Богатырша дика.
Ну, и сколь велика?
С пол (от Везунчик)

Археологи выяснили, что амазонки-воительницы из греческим мифов жили на древнем Кавказе
Весна канешна... Насколько науке известно... ну между женским образом и мужским содержанием зыбкая г (от renmilk11)
Научная фантастика - кто дает нам предсказание будущего?
Предсказания основаны на законах Архи построек чего бы то ни было.
Прежде всего это один из м (от LOG)