Kvantová gravitace smyčky – co to je? Právě touto otázkou se budeme zabývat v tomto článku. Nejprve si vymezíme jeho charakteristiku a faktické informace a poté se seznámíme s jejím protivníkem – teorií strun, kterou budeme uvažovat v obecné podobě pro pochopení a vzájemný vztah se smyčkovou kvantovou gravitací.
Úvod
Jednou z teorií popisujících kvantovou gravitaci je soubor dat o smyčkové gravitaci na kvantové úrovni organizace Vesmíru. Tyto teorie jsou založeny na konceptu diskrétnosti jak času, tak prostoru na Planckově stupnici. Umožňuje realizaci hypotézy o pulzujícím vesmíru.
Lee Smolin, T. Jacobson, K. Rovelli a A. Ashtekar jsou zakladateli teorie smyčkové kvantové gravitace. Počátek jeho vzniku spadá na 80. léta. XX století. V souladu s tvrzeními této teorie jsou „zdroje“– čas a prostor – systémy diskrétních fragmentů. Jsou popisovány jako buňky velikosti kvant, které drží pohromadě zvláštním způsobem. Při dosahování velkých rozměrů však pozorujeme vyhlazování časoprostoru a zdá se nám spojitý.
Smyčka gravitace a částic vesmíru
Jednou z nejvýraznějších „vlastností“teorie smyčkové kvantové gravitace je její přirozená schopnost řešit některé problémy ve fyzice. Umožňuje vám vysvětlit mnoho problémů souvisejících se Standardním modelem částicové fyziky.
V roce 2005 vyšel článek S. Bilsona-Thompsona, který v něm navrhl model s přeměněným Rishon Harari, který měl podobu objektu rozšířené stuhy. To druhé se nazývá stuha. Odhadovaný potenciál naznačuje, že by mohl vysvětlit důvod nezávislého uspořádání všech dílčích složek. Ostatně právě tento jev způsobuje barevný náboj. Předchozí preonový model sám o sobě považoval bodové částice za základní prvek. Barevný náboj byl předpokládán. Tento model umožňuje popsat elektrické náboje jako topologickou entitu, která může vzniknout v případě kroucení pásky.
Druhý článek těchto spoluautorů, vydaný v roce 2006, je dílem, na kterém se podíleli i L. Smolin a F. Markopolu. Vědci předložili předpoklad, že všechny teorie gravitace kvantové smyčky, zahrnuté do třídy smyčkových, uvádějí, že v nich prostor a čas jsou stavy excitované kvantizací. Tyto stavy mohou hrát roli preonů, které vedou ke vzniku známého standardního modelu. To zase způsobujevznik vlastností teorie.
Čtyři vědci také navrhli, že teorie gravitace kvantové smyčky je schopna reprodukovat Standardní model. Automaticky propojuje čtyři základní síly. V této podobě je zde pod pojmem „brad“(propletený vláknitý časoprostor) míněn pojem preony. Jsou to mozky, které umožňují znovu vytvořit správný model ze zástupců „první generace“částic, který je založen na fermionech (kvarcích a leptonech) s většinou správnými způsoby obnovy náboje a parity samotných fermionů.
Bilson-Thompson navrhl, že fermiony ze základní „řady“2. a 3. generace mohou být reprezentovány jako stejné brady, ale se složitější strukturou. Fermiony 1. generace jsou zde zastoupeny nejjednoduššími mozky. Zde je však důležité vědět, že konkrétní představy o složitosti jejich zařízení ještě nebyly předloženy. Předpokládá se, že náboje barevných a elektrických typů, stejně jako "stav" parity částic v první generaci, jsou tvořeny přesně stejným způsobem jako v jiných. Poté, co byly tyto částice objeveny, bylo provedeno mnoho experimentů s cílem vytvořit na nich účinky kvantovými fluktuacemi. Konečné výsledky experimentů ukázaly, že tyto částice jsou stabilní a nerozpadají se.
Struktura pásu
Protože zde zvažujeme informace o teoriích bez použití výpočtů, můžeme říci, že se jedná o smyčkovou kvantovou gravitaci „pročajové konvice. A neobejde se bez popisu páskových struktur.
Entity, ve kterých je hmota reprezentována stejnými „materiály“jako časoprostor, jsou obecnou popisnou reprezentací modelu, který nám představil Bilson-Thompson. Tyto entity jsou páskové struktury dané popisné charakteristiky. Tento model nám ukazuje, jak vznikají fermiony a jak vznikají bosony. Neodpovídá však na otázku, jak lze Higgsův boson získat pomocí brandingu.
L. Freidel, J. Kovalsky-Glikman a A. Starodubtsev v roce 2006 v jednom článku navrhli, že Wilsonovy čáry gravitačních polí mohou popisovat elementární částice. To znamená, že vlastnosti částic jsou schopny odpovídat kvalitativním parametrům Wilsonových smyček. Ty jsou zase základním objektem smyčkové kvantové gravitace. Tyto studie a výpočty jsou také považovány za další základ pro teoretickou podporu popisující Bilson-Thompsonovy modely.
Použití formalismu modelu spinové pěny, který přímo souvisí s teorií studovanou a analyzovanou v tomto článku (T. P. K. G.), a také na základě počáteční řady principů této teorie gravitace kvantové smyčky je možné reprodukovat některé kusy standardního modelu, které dříve nebylo možné získat. Byly to částice fotonů, také gluony a gravitony.
Existujetaké gelonový model, ve kterém se brady neberou v úvahu kvůli jejich absenci jako takové. Samotný model však nedává přesnou možnost popřít jejich existenci. Jeho výhodou je, že Higgsův boson můžeme popsat jako jakýsi složený systém. To se vysvětluje přítomností složitějších vnitřních struktur v částicích s velkou hmotnostní hodnotou. Vzhledem ke kroucení brads můžeme předpokládat, že tato struktura může souviset s mechanismem hromadné tvorby. Například tvar Bilson-Thompsonova modelu, který popisuje foton jako částici s nulovou hmotností, odpovídá nekroucenému bradovému stavu.
Porozumění Bilson-Thompsonovu přístupu
V přednáškách o gravitaci kvantové smyčky se při popisu nejlepšího přístupu k pochopení Bilson-Thompsonova modelu uvádí, že tento popis preonového modelu elementárních částic umožňuje charakterizovat elektrony jako funkce vlnové povahy. Jde o to, že celkový počet kvantových stavů, které mají spinové pěny s koherentními fázemi, lze také popsat pomocí termínů vlnové funkce. V současné době probíhá aktivní práce zaměřená na sjednocení teorie elementárních částic a T. P. K. G.
Mezi knihami o smyčkové kvantové gravitaci můžete najít mnoho informací, například v dílech O. Feirina o paradoxech kvantového světa. Mimo jiné práce stojí za pozornost články od Lee Smolin.
Problémy
Článek v upravené verzi od Bilson-Thompson připouští, žehmotnostní spektrum částic je nevyřešený problém, který jeho model nedokáže popsat. Také ona neřeší problémy spojené s točením, Cabibbo mícháním. Vyžaduje to vazbu na fundamentálnější teorii. Pozdější verze článku se uchylují k popisu dynamiky brads pomocí Pachnerova přechodu.
Ve světě fyziky dochází k neustálé konfrontaci: teorie strun versus teorie smyčkové kvantové gravitace. Toto jsou dvě základní díla, na kterých pracovalo a pracuje mnoho slavných vědců z celého světa.
Teorie strun
Když mluvíme o teorii gravitace kvantové smyčky a teorii strun, je důležité pochopit, že jde o dva zcela odlišné způsoby chápání struktury hmoty a energie ve vesmíru.
Strunová teorie je „cestou evoluce“fyzikální vědy, která se snaží studovat dynamiku vzájemných akcí nikoli mezi bodovými částicemi, ale kvantovými strunami. Materiál teorie kombinuje myšlenku mechaniky kvantového světa a teorii relativity. To pravděpodobně pomůže člověku vybudovat budoucí teorii kvantové gravitace. Právě kvůli tvaru studovaného předmětu se tato teorie pokouší popsat základy vesmíru jiným způsobem.
Na rozdíl od teorie gravitace kvantové smyčky je teorie strun a její základy založeny na hypotetických datech, což naznačuje, že jakákoli elementární částice a všechny její interakce základní povahy jsou výsledkem vibrací kvantových strun. Tyto "prvky" Vesmíru mají ultramikroskopické rozměry a na měřítkách v řádu Planckovy délky jsou 10-35 m.
Údaje této teorie jsou matematicky smysluplné poměrně přesně, ale dosud nebyla schopna nalézt skutečné potvrzení na poli experimentů. Teorie strun je spojena s multivesmíry, což jsou interpretace informací v nekonečném množství světů s různými typy a formami vývoje úplně všeho.
Základ
Kvantová gravitace nebo teorie strun? To je poměrně důležitá otázka, která je obtížná, ale je třeba ji pochopit. To je důležité zejména pro fyziky. Pro lepší pochopení teorie strun je důležité vědět pár věcí.
Teorie strun by nám mohla poskytnout popis přechodu a všech vlastností každé základní částice, ale to je možné pouze tehdy, pokud bychom také dokázali extrapolovat struny do oblasti fyziky s nízkou energií. V takovém případě by všechny tyto částice měly podobu omezení excitačního spektra v nelokální jednorozměrné čočce, kterých je nekonečně mnoho. Charakteristický rozměr strun je extrémně malá hodnota (asi 10-33 m). Vzhledem k tomu je člověk při experimentech nemůže pozorovat. Obdobou tohoto jevu je chvění strun hudebních nástrojů. Spektrální data, která "tvoří" řetězec, mohou být možná pouze pro určitou frekvenci. S rostoucí frekvencí roste i energie (nahromaděná z vibrací). Pokud na toto tvrzení aplikujeme vzorec E=mc2, můžeme vytvořit popis hmoty, která tvoří Vesmír. Teorie předpokládá, že hmotnostní rozměry částic, které se projevují jakovibrující struny jsou pozorovány v reálném světě.
Fyzika strun nechává otázku prostoročasových dimenzí otevřenou. Absence dalších prostorových dimenzí v makroskopickém světě se vysvětluje dvěma způsoby:
- Zhutnění rozměrů, které jsou stočeny na velikosti, ve kterých budou odpovídat pořadí Planck délky;
- Lokalizace celého počtu částic, které tvoří multidimenzionální vesmír na čtyřrozměrném „listu světa“, který je popsán jako multivesmír.
Kvantizace
Tento článek pojednává o konceptu teorie smyčkové kvantové gravitace pro figuríny. Toto téma je extrémně obtížné na matematické úrovni pochopit. Zde uvažujeme o obecné reprezentaci založené na deskriptivním přístupu. Navíc ve vztahu ke dvěma "protichůdným" teoriím.
Abyste lépe porozuměli teorii strun, je také důležité vědět o existenci primárního a sekundárního kvantizačního přístupu.
Druhá kvantizace je založena na konceptech strunového pole, konkrétně funkcionálu pro prostor smyček, což je podobné kvantové teorii pole. Formalismy primárního přístupu prostřednictvím matematických technik vytvářejí popis pohybu testovacích řetězců v jejich vnějších polích. To neovlivňuje negativně interakci mezi strunami a zahrnuje také fenomén rozpadu a sjednocení strun. Primárním přístupem je spojení mezi teoriemi strun a konvenčními požadavky teorie polepovrch světa.
Supersymetrie
Nejdůležitějším a povinným a zároveň realistickým „prvkem“teorie strun je supersymetrie. Obecný soubor částic a interakcí mezi nimi, které jsou pozorovány při relativně nízkých energiích, je schopen reprodukovat strukturální složku Standardního modelu téměř ve všech formách. Mnoho vlastností standardního modelu získává elegantní vysvětlení z hlediska teorie superstrun, což je také důležitý argument pro teorii. Zatím však neexistují žádné principy, které by mohly vysvětlit to či ono omezení teorií strun. Tyto postuláty by měly umožnit získat podobu světa podobnou standardnímu modelu.
Vlastnosti
Nejdůležitější vlastnosti teorie strun jsou:
- Principy, které určují strukturu vesmíru, jsou gravitace a mechanika kvantového světa. Jsou to složky, které nelze při vytváření obecné teorie oddělit. Teorie strun implementuje tento předpoklad.
- Studie mnoha rozvinutých konceptů dvacátého století, které nám umožňují pochopit základní strukturu světa se všemi jejich mnoha principy fungování a vysvětlení, jsou kombinovány a vycházejí z teorie strun.
- Strunová teorie nemá volné parametry, které je nutné upravit, aby byla zajištěna shoda, jak je požadováno například ve standardním modelu.
Na závěr
Zjednodušeně řečeno, gravitace kvantové smyčky je jedním ze způsobů, jak vnímat realituse snaží popsat základní strukturu světa na úrovni elementárních částic. Umožňuje řešit mnoho fyzikálních problémů, které ovlivňují organizaci hmoty, a také patří k jedné z předních světových teorií. Jejím hlavním protivníkem je teorie strun, což je vzhledem k mnoha pravdivým tvrzením druhé z nich celkem logické. Obě teorie nacházejí své potvrzení v různých oblastech výzkumu elementárních částic a pokusy o spojení „kvantového světa“a gravitace pokračují dodnes.
