Дикая охота за квантовой гравитацией: теория струн против петлевой квантовой гравитации

Загрузите MagellanTV здесь: https://try.magellantv.com/arvinash
и получите эксклюзивное предложение для наших зрителей: расширенную пробную версию на месяц БЕСПЛАТНО. MagellanTV имеет самую большую и лучшую коллекцию научного контента в мире, включая космос, физику, технологии, природу, разум и тело, а также растущую коллекцию 4K. Этот новый потоковый сервис содержит более 2000 отличных документальных фильмов. Ознакомьтесь с нашей личной рекомендацией и эксклюзивными плейлистами MagellanTV: https://www.magellantv.com/genres/sci...
Калибровочные бозоны стандартной модели физики элементарных частиц ответственны за 3 из 4 известных сил во Вселенной. Сила передается через обмен виртуальными бозонами. Так, например, в электромагнетизме обмен виртуальными фотонами приводит к обмену импульсом, в результате которого два одинаковых заряда отталкиваются друг от друга. Гравитация отсутствует на этой картинке, потому что в общей теории относительности гравитация - это не сила, а искривление пространства-времени. Проблема в том, что звезды и планеты состоят из молекул, атомов и излучения. А силы, удерживающие атомы вместе, возникают из-за дискретных единиц виртуальных частиц. Обмен или перестановка этих виртуальных бозонов удерживают или разрушают атомы и молекулы. Квантовая механика противоречит общей теории относительности, потому что КМ рассматривает все как дискретное, а ОТО рассматривает все как непрерывное. Нам нужна теория, сочетающая эти две вещи, потому что мы живем в одной реальности, а не в двух разных реальностях. Вот почему большинство физиков считают общую теорию относительности неполной. Почему квантовая механика не может быть неполной? Из 4 фундаментальных сил 3 имеют очень надежные квантово-механические теории. Только гравитация не имеет квантового описания. Квантовая механика также имеет в своих пределах почти всю классическую физику. Классическая физика, как и общая теория относительности, не имеет квантовых эффектов. Мы узнали, что квантовая физика - это фундаментальный язык реальности. Один из способов квантовать гравитацию - это квантовать само пространство-время. Это то, что делает петлевая квантовая гравитация или LQG. Это показывает, что ткань пространства-времени не непрерывна, а состоит из дискретных квантов, как пиксели на экране телевизора. Это отличается от теории струн, потому что в теории струн пространство - это фон или холст, на котором струны вибрируют. Это означает, что расстояние имеет минимальное количество 10 ^ -35 м. Площадь имеет минимальное значение 10 ^ -70 м ^ 2, а объем имеет минимальное значение 10 ^ -105 м ^ 3 - ниже которого он не может опуститься. Время также имеет минимальное количество 10 ^ -43 секунды, или около планковского времени. Пространство-время состоит из конечных петель с соединяющими их узлами. В узлах находятся квантовые объемы пространства. Его объем кратен 10 ^ -99 см ^ 3. Петли между узлами представляют собой 2-мерные области. Большое количество петель и узлов называют «спин-сетями». Пространство определяется геометрией этой спиновой сети. Время определяется движением этой спиновой сети. Спиновая сеть и квантовые движения времени называются спиновой пеной. Время тикает как цифровые часы с шагом 10 ^ -43 секунды. Когда к этой спиновой пене добавляются масса и энергия, форма объемов спиновой сети искажается, искажая пространство и время. Это искажение и есть то, что мы воспринимаем как гравитацию. LQG делает проверяемое предсказание, что фотоны с более высокой энергией движутся немного медленнее, чем фотоны с низкой энергией. Но этого не наблюдалось. Второй способ квантовать гравитацию - это теоретизировать совершенно новую математическую основу реальности, основанную на новом понимании фундаментальных частиц. Это теория струн. Он заменяет элементарные частицы одномерными нитевидными струнами. Различные колебания струн ведут себя так же, как элементарные частицы стандартной модели. Но самая большая проблема заключается в том, что эти струны должны будут вибрировать не только в трех измерениях, но, по крайней мере, еще в шести пространственных измерениях, чтобы математически учесть различные частицы. Не похоже, что в нашей Вселенной существуют дополнительные большие измерения, поэтому физики думают, что эти измерения могут быть очень маленькими и скрытыми от нашего восприятия. Если рассматривать Вселенную как струны, колеблющиеся в 9 измерениях, определенная вибрация замкнутой струны приводит к образованию частицы гравитона. Таким образом, это допускало бы существование частицы, несущей силу для гравитации, точно так же, как и другие 3 три силы. #quantumgravity #loopquantumgravity #теория струн Обещание теории струн состоит в том, что все фундаментальные константы и свойства частиц могут быть выведены из нее. Но 9 пространственных измерений - проблема. Другая проблема заключается в том, что для этого требуется наличие суперсимметрии, когда каждая частица имеет теневую частицу-партнера с разными массами.