Slučková kvantová gravitácia – čo to je? Práve túto otázku zvážime v tomto článku. Na začiatok si zadefinujeme jej charakteristiky a faktické informácie a následne sa zoznámime s jej protivníkom – teóriou strún, ktorú budeme uvažovať vo všeobecnej forme pre pochopenie a vzájomný vzťah so slučkovou kvantovou gravitáciou.
Úvod
Jednou z teórií popisujúcich kvantovú gravitáciu je súbor údajov o slučkovej gravitácii na kvantovej úrovni organizácie Vesmíru. Tieto teórie sú založené na koncepte diskrétnosti času a priestoru na Planckovej stupnici. Umožňuje realizovať hypotézu pulzujúceho vesmíru.
Lee Smolin, T. Jacobson, K. Rovelli a A. Ashtekar sú zakladatelia teórie slučkovej kvantovej gravitácie. Začiatok jeho formovania spadá na 80. roky. XX storočia. V súlade s tvrdeniami tejto teórie sú „zdroje“– čas a priestor – systémy diskrétnych fragmentov. Sú opísané ako bunky veľkosti kvanta, ktoré držia pohromade zvláštnym spôsobom. Pri dosahovaní veľkých rozmerov však pozorujeme vyhladzovanie časopriestoru a zdá sa nám nepretržitý.
Slučka gravitácie a častíc vesmíru
Jednou z najvýraznejších „vlastností“teórie slučkovej kvantovej gravitácie je jej prirodzená schopnosť riešiť niektoré problémy vo fyzike. Umožňuje vám vysvetliť mnohé problémy súvisiace so štandardným modelom časticovej fyziky.
V roku 2005 vyšiel článok S. Bilsona-Thompsona, ktorý v ňom navrhol model s transformovaným Rishon Harari, ktorý mal podobu objektu predĺženej stuhy. Tá posledná sa nazýva stuha. Odhadovaný potenciál naznačuje, že by mohol vysvetliť dôvod nezávislej organizácie všetkých čiastkových komponentov. Koniec koncov, práve tento jav spôsobuje farebný náboj. Predchádzajúci preónový model sám o sebe považoval bodové častice za základný prvok. Farebný náboj bol predpokladaný. Tento model umožňuje opísať elektrické náboje ako topologickú entitu, ktorá môže vzniknúť v prípade krútenia pásky.
Druhý článok týchto spoluautorov, publikovaný v roku 2006, je dielom, na ktorom sa podieľali aj L. Smolin a F. Markopolu. Vedci predložili predpoklad, že všetky teórie gravitácie kvantovej slučky, zahrnuté do triedy slučkových, uvádzajú, že priestor a čas sú v nich stavy excitované kvantizáciou. Tieto stavy môžu hrať úlohu preónov, čo vedie k vzniku známeho štandardného modelu. To zase spôsobujevznik vlastností teórie.
Štyria vedci tiež navrhli, že teória gravitácie kvantovej slučky je schopná reprodukovať Štandardný model. Automaticky prepája štyri základné sily. V tejto podobe sa tu pod pojmom „brad“(prepletený vláknitý časopriestor) myslí pojem preóny. Sú to mozgy, ktoré umožňujú vytvoriť správny model zo zástupcov „prvej generácie“častíc, ktorý je založený na fermiónoch (kvarkoch a leptónoch) s väčšinou správnymi spôsobmi obnovenia náboja a parity samotných fermiónov.
Bilson-Thompson navrhol, že fermióny zo základnej „série“2. a 3. generácie môžu byť reprezentované ako rovnaké brady, ale so zložitejšou štruktúrou. Fermióny 1. generácie sú tu zastúpené najjednoduchšími mozgami. Tu je však dôležité vedieť, že konkrétne predstavy o zložitosti ich zariadenia ešte neboli predložené. Predpokladá sa, že náboje farebných a elektrických typov, ako aj „stav“parity častíc v prvej generácii, sa tvoria presne rovnakým spôsobom ako v iných. Potom, čo boli tieto častice objavené, bolo vykonaných veľa experimentov, aby sa na nich vytvorili účinky kvantovými fluktuáciami. Konečné výsledky experimentov ukázali, že tieto častice sú stabilné a nerozkladajú sa.
Štruktúra pásu
Keďže tu zvažujeme informácie o teóriách bez použitia výpočtov, môžeme povedať, že ide o slučkovú kvantovú gravitáciu „prečajníky. A nezaobíde sa bez opisu páskových štruktúr.
Entity, v ktorých je hmota reprezentovaná rovnakými „vecami“ako časopriestor, sú všeobecným popisným znázornením modelu, ktorý nám predstavil Bilson-Thompson. Tieto entity sú páskové štruktúry danej popisnej charakteristiky. Tento model nám ukazuje, ako sa vyrábajú fermióny a ako vznikajú bozóny. Neodpovedá však na otázku, ako možno Higgsov bozón získať pomocou značky.
L. Freidel, J. Kovalsky-Glikman a A. Starodubtsev v roku 2006 v jednom článku navrhli, že Wilsonove čiary gravitačných polí môžu opísať elementárne častice. To znamená, že vlastnosti častíc sú schopné zodpovedať kvalitatívnym parametrom Wilsonových slučiek. Tie sú zasa základným objektom slučkovej kvantovej gravitácie. Tieto štúdie a výpočty sa tiež považujú za dodatočný základ pre teoretickú podporu opisujúcu modely Bilson-Thompson.
Pomocou formalizmu modelu spinovej peny, ktorý priamo súvisí s teóriou študovanou a analyzovanou v tomto článku (T. P. K. G.), ako aj na základe počiatočnej série princípov tejto teórie gravitácie kvantovej slučky je možné reprodukovať niektoré kusy štandardného modelu, ktoré sa predtým nedali získať. Boli to fotónové častice, tiež gluóny a gravitóny.
Existujeaj gelónový model, v ktorom sa brady neberú do úvahy kvôli ich absencii ako takej. Samotný model však nedáva presnú možnosť poprieť ich existenciu. Jeho výhodou je, že Higgsov bozón môžeme opísať ako akýsi zložený systém. To sa vysvetľuje prítomnosťou zložitejších vnútorných štruktúr v časticiach s veľkou hodnotou hmotnosti. Vzhľadom na krútenie brady môžeme predpokladať, že táto štruktúra môže súvisieť s mechanizmom tvorby masy. Napríklad tvar Bilsonovho-Thompsonovho modelu, ktorý opisuje fotón ako časticu s nulovou hmotnosťou, zodpovedá neskrútenému bradovému stavu.
Pochopenie Bilsonovho-Thompsonovho prístupu
V prednáškach o gravitácii kvantovej slučky sa pri popise najlepšieho prístupu k pochopeniu Bilsonovho-Thompsonovho modelu spomína, že tento popis preónového modelu elementárnych častíc umožňuje charakterizovať elektróny ako funkcie vlnovej povahy. Ide o to, že celkový počet kvantových stavov, ktoré majú spinové peny s koherentnými fázami, možno opísať aj pomocou termínov vlnovej funkcie. V súčasnosti prebieha aktívna práca zameraná na zjednotenie teórie elementárnych častíc a T. P. K. G.
Medzi knihami o slučkovej kvantovej gravitácii môžete nájsť množstvo informácií, napríklad v dielach O. Feirina o paradoxoch kvantového sveta. Okrem iných diel stojí za pozornosť aj články od Lee Smolin.
Problémy
Článok v upravenej verzii od Bilson-Thompson pripúšťa, žehmotnostné spektrum častíc je nevyriešený problém, ktorý jeho model nedokáže opísať. Nerieši ani záležitosti týkajúce sa spinov, miešania Cabibbo. Vyžaduje si to prepojenie na fundamentálnejšiu teóriu. Neskoršie verzie článku sa uchyľujú k opisu dynamiky brads pomocou Pachnerovho prechodu.
Vo svete fyziky existuje neustála konfrontácia: teória strún verzus teória slučkovej kvantovej gravitácie. Toto sú dve základné práce, na ktorých pracovalo a pracuje mnoho známych vedcov z celého sveta.
Teória strún
Keď už hovoríme o teórii gravitácie kvantovej slučky a teórii strún, je dôležité pochopiť, že toto sú dva úplne odlišné spôsoby chápania štruktúry hmoty a energie vo vesmíre.
Strunná teória je „cestou evolúcie“fyzikálnej vedy, ktorá sa snaží študovať dynamiku vzájomných akcií nie medzi bodovými časticami, ale kvantovými strunami. Materiál teórie spája myšlienku mechaniky kvantového sveta a teóriu relativity. To pravdepodobne pomôže človeku vybudovať budúcu teóriu kvantovej gravitácie. Práve kvôli tvaru predmetu skúmania sa táto teória snaží popísať základy vesmíru iným spôsobom.
Na rozdiel od teórie gravitácie kvantovej slučky je teória strún a jej základy založené na hypotetických údajoch, ktoré naznačujú, že každá elementárna častica a všetky jej interakcie základnej povahy sú výsledkom vibrácií kvantových strún. Tieto "prvky" vesmíru majú ultramikroskopické rozmery a na mierkach rádovo Planckovej dĺžky sú 10-35 m.
Údaje tejto teórie sú matematicky zmysluplné pomerne presne, ale zatiaľ nebola schopná nájsť skutočné potvrdenie v oblasti experimentov. Teória strún je spojená s multivesmírmi, ktoré sú interpretáciou informácií v nekonečnom množstve svetov s rôznymi typmi a formami vývoja úplne všetkého.
Základ
Slučková kvantová gravitácia alebo teória strún? Toto je dosť dôležitá otázka, ktorá je ťažká, ale treba ju pochopiť. To je dôležité najmä pre fyzikov. Pre lepšie pochopenie teórie strún je dôležité vedieť niekoľko vecí.
Teória strún by nám mohla poskytnúť popis prechodu a všetkých vlastností každej základnej častice, ale je to možné len vtedy, ak by sme mohli struny extrapolovať aj do oblasti fyziky s nízkou energiou. V takom prípade by všetky tieto častice nadobudli podobu obmedzení excitačného spektra v nelokálnej jednorozmernej šošovke, ktorých je nekonečné množstvo. Charakteristický rozmer strún je extrémne malá hodnota (asi 10-33 m). Vzhľadom na to ich človek nemôže pozorovať v priebehu experimentov. Obdobou tohto javu je vibrácia strún hudobných nástrojov. Spektrálne údaje, ktoré „tvoria“reťazec, môžu byť možné len pre určitú frekvenciu. So zvyšujúcou sa frekvenciou rastie aj energia (nahromadená z vibrácií). Ak na toto tvrdenie aplikujeme vzorec E=mc2, môžeme vytvoriť popis hmoty, ktorá tvorí Vesmír. Teória predpokladá, že hmotnostné rozmery častíc, ktoré sa prejavujú akovibrujúce struny sú pozorované v skutočnom svete.
Fyzika strún necháva otvorenú otázku časopriestorových dimenzií. Absencia dodatočných priestorových dimenzií v makroskopickom svete sa vysvetľuje dvoma spôsobmi:
- Zhutnenie rozmerov, ktoré sú skrútené na veľkosti, v ktorých budú zodpovedať poradiu Planckovej dĺžky;
- Lokalizácia celého počtu častíc, ktoré tvoria multidimenzionálny vesmír na štvorrozmernom „liste sveta“, ktorý je opísaný ako multivesmír.
Kvantizácia
Tento článok pojednáva o koncepte teórie slučkovej kvantovej gravitácie pre figuríny. Táto téma je na matematickej úrovni mimoriadne náročná na pochopenie. Tu uvažujeme o všeobecnej reprezentácii založenej na deskriptívnom prístupe. Navyše vo vzťahu k dvom „protichodným“teóriám.
Pre lepšie pochopenie teórie strún je tiež dôležité vedieť o existencii primárneho a sekundárneho kvantizačného prístupu.
Druhá kvantizácia je založená na konceptoch strunového poľa, konkrétne funkcionálu pre priestor slučiek, čo je podobné kvantovej teórii poľa. Formalizmus primárneho prístupu prostredníctvom matematických techník vytvára popis pohybu testovacích reťazcov v ich vonkajších poliach. To nemá negatívny vplyv na interakciu medzi strunami a zahŕňa aj fenomén rozpadu a zjednotenia strún. Primárnym prístupom je prepojenie medzi teóriami strún a konvenčnými požiadavkami teórie poľapovrch sveta.
Supersymetria
Najdôležitejším a povinným, ako aj realistickým „prvkom“teórie strún je supersymetria. Všeobecný súbor častíc a interakcií medzi nimi, ktoré sú pozorované pri relatívne nízkych energiách, je schopný reprodukovať štruktúrnu zložku štandardného modelu takmer vo všetkých formách. Mnohé vlastnosti štandardného modelu získavajú elegantné vysvetlenia z hľadiska teórie superstrun, čo je tiež dôležitý argument pre teóriu. Zatiaľ však neexistujú princípy, ktoré by mohli vysvetliť to či ono obmedzenie strunových teórií. Tieto postuláty by mali umožniť získať podobu sveta podobnú štandardnému modelu.
Vlastnosti
Najdôležitejšie vlastnosti teórie strún sú:
- Princípy, ktoré určujú štruktúru vesmíru, sú gravitácia a mechanika kvantového sveta. Sú to zložky, ktoré sa pri vytváraní všeobecnej teórie nedajú oddeliť. Teória strún implementuje tento predpoklad.
- Štúdie mnohých rozvinutých konceptov dvadsiateho storočia, ktoré nám umožňujú pochopiť základnú štruktúru sveta so všetkými ich mnohými princípmi fungovania a vysvetlenia, sú kombinované a vychádzajú z teórie strún.
- Teória strún nemá voľné parametre, ktoré sa musia upraviť, aby sa zabezpečila zhoda, ako sa to vyžaduje napríklad v štandardnom modeli.
Na záver
Zjednodušene povedané, gravitácia kvantovej slučky je jedným zo spôsobov, ako vnímať realitusa snaží opísať základnú štruktúru sveta na úrovni elementárnych častíc. Umožňuje vám riešiť mnohé fyzikálne problémy, ktoré ovplyvňujú organizáciu hmoty, a tiež patrí k jednej z popredných teórií na svete. Jej hlavným oponentom je teória strún, čo je celkom logické vzhľadom na mnohé pravdivé tvrdenia druhej menovanej. Obe teórie nachádzajú svoje potvrdenie v rôznych oblastiach výskumu elementárnych častíc a pokusy spojiť „kvantový svet“a gravitáciu pokračujú dodnes.
