حلقة الجاذبية الكمية - ما هي؟ هذا هو السؤال الذي سننظر فيه في هذه المقالة. بادئ ذي بدء ، سنحدد خصائصه ومعلوماته الواقعية ، ثم سنتعرف على خصمه - نظرية الأوتار ، والتي سننظر فيها في شكل عام لفهم الجاذبية الكمية الحلقية والترابط بينها.
مقدمة
إحدى النظريات التي تصف الجاذبية الكمية هي مجموعة من البيانات حول الجاذبية الحلقية على المستوى الكمي لتنظيم الكون. تستند هذه النظريات إلى مفهوم التمييز بين الزمان والمكان على مقياس بلانك. يسمح بتحقيق فرضية الكون النابض.
Lee Smolin و T. Jacobson و K. Rovelli و A. Ashtekar هم مؤسسو نظرية الجاذبية الكمية الحلقية. بداية تشكيلها تقع في الثمانينيات. القرن العشرين. وفقًا لبيانات هذه النظرية ، فإن "الموارد" - الزمان والمكان - هي أنظمة من الأجزاء المنفصلة. توصف بأنها خلايا بحجم الكوانتا ، وهي مرتبطة ببعضها البعض بطريقة خاصة.ومع ذلك ، عند الوصول إلى أحجام كبيرة ، نلاحظ تجانسًا للزمكان ، ويبدو أنه مستمر بالنسبة لنا.
حلقة الجاذبية وجزيئات الكون
من أكثر "سمات" نظرية الجاذبية الكمية الحلقية قدرتها الطبيعية على حل بعض المشكلات في الفيزياء. يتيح لك شرح العديد من القضايا المتعلقة بالنموذج القياسي لفيزياء الجسيمات.
في عام 2005 ، نُشر مقال بقلم S. Bilson-Thompson ، الذي اقترح فيه نموذجًا به ريشون هراري المحول ، والذي اتخذ شكل كائن شريط ممتد. هذا الأخير يسمى الشريط. تشير الإمكانات المقدرة إلى أنه يمكن أن يفسر سبب التنظيم المستقل لجميع المكونات الفرعية. بعد كل شيء ، هذه الظاهرة هي التي تسبب شحنة اللون. يعتبر نموذج بريون السابق لنفسه جسيمات النقطة كعنصر أساسي. تم افتراض شحنة اللون. هذا النموذج يجعل من الممكن وصف الشحنات الكهربائية ككيان طوبولوجي ، والتي يمكن أن تنشأ في حالة التواء الشريط.
المقال الثاني لهؤلاء المؤلفين المشاركين ، والذي نُشر في عام 2006 ، هو عمل شارك فيه أيضًا L. Smolin و F. Markopolu. طرح العلماء افتراضًا مفاده أن جميع نظريات جاذبية الحلقة الكمومية ، المدرجة في فئة الحلقة الحلقية ، تنص على أن المكان والزمان فيهما حالات تثيرها عملية التكميم. يمكن لهذه الحالات أن تلعب دور البريونات ، مما يؤدي إلى ظهور النموذج القياسي المعروف. وهذا بدوره يسببظهور خصائص النظرية
اقترح العلماء الأربعة أيضًا أن نظرية جاذبية الحلقة الكمومية قادرة على إعادة إنتاج النموذج القياسي. يربط بين القوى الأساسية الأربعة بطريقة تلقائية. في هذا الشكل ، في ظل مفهوم "براد" (الزمكان الليفي المتشابك) ، فإن مفهوم البريونات يعني هنا. إن العقول هي التي تجعل من الممكن إعادة إنشاء النموذج الصحيح من ممثلي "الجيل الأول" من الجسيمات ، والذي يعتمد على الفرميونات (الكواركات واللبتونات) مع طرق صحيحة في الغالب لإعادة تكوين شحنة وتكافؤ الفرميونات نفسها.
اقترح بيلسون-طومسون أن الفرميونات من "السلسلة" الأساسية للجيلين الثاني والثالث يمكن تمثيلها على أنها نفس المشابك ، ولكن ببنية أكثر تعقيدًا. يتم تمثيل الفرميونات من الجيل الأول هنا بأبسط الأدمغة. ومع ذلك ، من المهم أن نعرف هنا أن الأفكار المحددة حول مدى تعقيد أجهزتهم لم يتم طرحها بعد. يُعتقد أن شحنات اللون والأنواع الكهربائية ، وكذلك "حالة" تكافؤ الجسيمات في الجيل الأول ، تتشكل تمامًا بنفس الطريقة كما في الآخرين. بعد اكتشاف هذه الجسيمات ، تم إجراء العديد من التجارب لإحداث تأثيرات عليها من خلال التقلبات الكمية. أظهرت النتائج النهائية للتجارب أن هذه الجسيمات مستقرة ولا تتحلل.
هيكل قطاع
نظرًا لأننا ندرس المعلومات حول النظريات هنا دون استخدام الحسابات ، فيمكننا القول إن هذه هي حلقة الجاذبية الكمية "من أجلأقداح الشاي ". ولا يمكنها الاستغناء عن وصف هياكل الشريط
الكيانات التي يتم فيها تمثيل المادة بنفس "الأشياء" مثل الزمكان هي تمثيل وصفي عام للنموذج الذي قدمه لنا بيلسون طومسون. هذه الكيانات هي الهياكل الشريطية للخاصية الوصفية المحددة. يوضح لنا هذا النموذج كيف يتم إنتاج الفرميونات وكيف تتشكل البوزونات. ومع ذلك ، فإنه لا يجيب على السؤال حول كيفية الحصول على بوزون هيغز باستخدام العلامة التجارية.
ل. اقترح Freidel و J. Kovalsky-Glikman و A. Starodubtsev في عام 2006 في مقال واحد أن خطوط ويلسون لحقول الجاذبية يمكن أن تصف الجسيمات الأولية. هذا يعني أن الخصائص التي تمتلكها الجسيمات قادرة على التوافق مع المعلمات النوعية لحلقات ويلسون. هذا الأخير ، بدوره ، هو الكائن الأساسي للجاذبية الكمية الحلقية. تعتبر هذه الدراسات والحسابات أيضًا أساسًا إضافيًا للدعم النظري لوصف نماذج بيلسون-طومسون.
باستخدام شكليات نموذج الرغوة الدورانية ، والتي ترتبط ارتباطًا مباشرًا بالنظرية التي تمت دراستها وتحليلها في هذه المقالة (T. من الممكن إعادة إنتاج بعض القطع من النموذج القياسي التي لم يكن بالإمكان الحصول عليها من قبل. كانت هذه جسيمات الفوتون ، وكذلك الغلوونات والجرافيتون.
هناكأيضًا نموذج الجيلون ، حيث لا يتم اعتبار المشابك بسبب غيابها على هذا النحو. لكن النموذج نفسه لا يعطي إمكانية دقيقة لإنكار وجودها. ميزته أنه يمكننا وصف بوزون هيغز كنوع من النظام المركب. يفسر ذلك وجود هياكل داخلية أكثر تعقيدًا في جزيئات ذات قيمة كتلة كبيرة. بالنظر إلى التواء المشابك ، قد نفترض أن هذا الهيكل قد يكون مرتبطًا بآلية الخلق الجماعي. على سبيل المثال ، شكل نموذج بيلسون-طومسون ، الذي يصف الفوتون كجسيم بكتلة صفرية ، يتوافق مع حالة البراد غير الملتوية.
فهم نهج بيلسون طومسون
في محاضرات حول جاذبية الحلقة الكمومية ، عند وصف أفضل نهج لفهم نموذج بيلسون-طومسون ، يذكر أن هذا الوصف لنموذج بريون للجسيمات الأولية يسمح للفرد بتوصيف الإلكترونات على أنها وظائف ذات طبيعة موجية. النقطة المهمة هي أن العدد الإجمالي للحالات الكمية التي تمتلكها رغوة الدوران ذات الأطوار المتماسكة يمكن أيضًا وصفها باستخدام مصطلحات دالة الموجة. حاليًا ، يجري العمل النشط بهدف توحيد نظرية الجسيمات الأولية و T. P. K. G.
من بين الكتب حول الجاذبية الكمية الحلقية ، يمكنك العثور على الكثير من المعلومات ، على سبيل المثال ، في أعمال O. Feirin حول مفارقات عالم الكم. من بين الأعمال الأخرى ، يجدر الانتباه إلى مقالات لي سمولين.
مشاكل
المقال ، في نسخة معدلة من بيلسون طومسون ، يعترف بذلكطيف كتلة الجسيمات مشكلة لم يتم حلها ولا يستطيع نموذجه وصفها. أيضًا ، لا تحل المشكلات المتعلقة بالدوران وخلط Cabibbo. يتطلب ارتباطًا بنظرية أكثر جوهرية. تلجأ الإصدارات اللاحقة من المقالة إلى وصف ديناميكيات المشابك باستخدام انتقال Pachner.
هناك مواجهة مستمرة في عالم الفيزياء: نظرية الأوتار مقابل نظرية الجاذبية الكمية الحلقية. هذان عملين أساسيين عمل عليهما العديد من العلماء المشهورين حول العالم.
نظرية الأوتار
بالحديث عن نظرية جاذبية الحلقة الكمومية ونظرية الأوتار ، من المهم أن نفهم أن هاتين طريقتين مختلفتين تمامًا لفهم بنية المادة والطاقة في الكون.
نظرية الأوتار هي "مسار تطور" العلوم الفيزيائية ، والتي تحاول دراسة ديناميات الأفعال المتبادلة ليس بين الجسيمات النقطية ، ولكن بين الأوتار الكمومية. تجمع مادة النظرية بين فكرة ميكانيكا عالم الكم ونظرية النسبية. من المرجح أن يساعد هذا الإنسان في بناء نظرية مستقبلية للجاذبية الكمية. وبسبب شكل موضوع الدراسة بالتحديد ، تحاول هذه النظرية وصف أسس الكون بطريقة مختلفة.
على عكس نظرية جاذبية الحلقة الكمومية ، تستند نظرية الأوتار وأسسها إلى بيانات افتراضية ، مما يشير إلى أن أي جسيم أولي وجميع تفاعلاته ذات الطبيعة الأساسية هي نتيجة اهتزازات الأوتار الكمومية. هذه "العناصر" من الكون لها أبعاد فائقة المجهرية وعلى مقاييس ترتيب طول بلانك هي 10-35م.
بيانات هذه النظرية ذات مغزى رياضي بدقة تامة ، لكنها لم تتمكن بعد من العثور على تأكيد فعلي في مجال التجارب. ترتبط نظرية الأوتار بالأكوان المتعددة ، وهي تفسير للمعلومات في عدد لا حصر له من العوالم بأنواع وأشكال مختلفة من التطور لكل شيء على الإطلاق.
أساس
حلقة الجاذبية الكمومية أم نظرية الأوتار؟ هذا سؤال مهم إلى حد ما ، وهو صعب ، لكن يجب فهمه. هذا مهم بشكل خاص لعلماء الفيزياء. لفهم نظرية الأوتار بشكل أفضل ، من المهم معرفة بعض الأشياء.
يمكن أن تزودنا نظرية الأوتار بوصف الانتقال وجميع ميزات كل جسيم أساسي ، لكن هذا ممكن فقط إذا تمكنا أيضًا من استقراء الأوتار في مجال الفيزياء منخفض الطاقة. في مثل هذه الحالة ، ستأخذ كل هذه الجسيمات شكل قيود على طيف الإثارة في عدسة أحادية البعد غير محلية ، والتي يوجد منها عدد لا نهائي. البعد المميز للسلاسل هو قيمة صغيرة للغاية (حوالي 10-33م). في ضوء ذلك ، لا يستطيع الشخص ملاحظتها في سياق التجارب. التناظرية لهذه الظاهرة هي اهتزاز الوتر للآلات الموسيقية. قد تكون البيانات الطيفية التي "تشكل" سلسلة ما ممكنة فقط لتردد معين. مع زيادة التردد ، تزداد الطاقة (المتراكمة من الاهتزازات). إذا طبقنا الصيغة E=mc2على هذا البيان ، فيمكننا إنشاء وصف للمادة التي يتكون منها الكون. تفترض النظرية أن أبعاد كتلة الجسيمات التي تعبر عن نفسها على أنهايتم ملاحظة الأوتار المهتزة في العالم الحقيقي.
فيزياء الأوتار تترك مسألة أبعاد الزمكان مفتوحة. يتم شرح غياب الأبعاد المكانية الإضافية في العالم العياني بطريقتين:
- ضغط الأبعاد ، الملتوية للأحجام التي تتوافق مع ترتيب طول بلانك ؛
- توطين العدد الكامل للجسيمات التي تشكل كونًا متعدد الأبعاد على "ورقة من العالم" رباعية الأبعاد ، والتي توصف بالكون المتعدد.
تكميم
يناقش هذا المقال مفهوم نظرية الجاذبية الكمية الحلقية للدمى. هذا الموضوع يصعب فهمه على المستوى الرياضي. هنا نعتبر التمثيل العام على أساس نهج وصفي. علاوة على ذلك ، فيما يتعلق بنظريتين "متعارضتين".
لفهم نظرية الأوتار بشكل أفضل ، من المهم أيضًا معرفة وجود نهج التكميم الأولي والثانوي.
يعتمد التكميم الثاني على مفاهيم حقل السلسلة ، أي الوظيفة الوظيفية لمساحة الحلقات ، والتي تشبه نظرية المجال الكمي. تشكل الأشكال الشكلية للنهج الأولي ، من خلال التقنيات الرياضية ، وصفًا لحركة سلاسل الاختبار في مجالاتها الخارجية. هذا لا يؤثر سلبًا على التفاعل بين الأوتار ، ويتضمن أيضًا ظاهرة انحلال الأوتار وتوحيدها. النهج الأساسي هو الرابط بين نظريات الأوتار ومطالبات نظرية المجال التقليديسطح العالم
التناظر الفائق
أهم "عنصر" إلزامي وواقعي في نظرية الأوتار هو التناظر الفائق. المجموعة العامة للجسيمات والتفاعلات فيما بينها ، والتي يتم ملاحظتها عند طاقات منخفضة نسبيًا ، قادرة على إعادة إنتاج المكون الهيكلي للنموذج القياسي في جميع الأشكال تقريبًا. تكتسب العديد من خصائص النموذج القياسي تفسيرات أنيقة من حيث نظرية الأوتار الفائقة ، والتي تعد أيضًا حجة مهمة للنظرية. ومع ذلك ، لا توجد مبادئ حتى الآن يمكن أن تفسر هذا القيد أو ذاك لنظريات الأوتار. يجب أن تجعل هذه المسلمات من الممكن الحصول على شكل من العالم مشابه للنموذج القياسي.
خصائص
أهم خصائص نظرية الأوتار هي:
- المبادئ التي تحدد بنية الكون هي الجاذبية وميكانيكا عالم الكم. إنها مكونات لا يمكن فصلها عند إنشاء نظرية عامة. تطبق نظرية الأوتار هذا الافتراض.
- دراسات للعديد من المفاهيم المتقدمة للقرن العشرين ، والتي تسمح لنا بفهم البنية الأساسية للعالم ، بكل مبادئها العديدة للتشغيل والتفسير ، مجتمعة وتنبع من نظرية الأوتار.
- لا تحتوي نظرية الأوتار على معلمات مجانية يجب تعديلها لضمان التوافق ، كما هو مطلوب في النموذج القياسي ، على سبيل المثال.
في الختام
بعبارات بسيطة ، تعد جاذبية الحلقة الكمومية إحدى طرق إدراك الحقيقةيحاول وصف البنية الأساسية للعالم على مستوى الجسيمات الأولية. يسمح لك بحل العديد من مشاكل الفيزياء التي تؤثر على تنظيم المادة ، وينتمي أيضًا إلى إحدى النظريات الرائدة في العالم. خصمها الرئيسي هو نظرية الأوتار ، وهو أمر منطقي تمامًا ، بالنظر إلى العديد من العبارات الحقيقية لهذه الأخيرة. تجد كلتا النظريتين تأكيدهما في مختلف مجالات أبحاث الجسيمات الأولية ، وتستمر محاولات الجمع بين "العالم الكمومي" والجاذبية حتى يومنا هذا.
