Loop quantum gravity - yog dab tsi? Nws yog lo lus nug no uas peb yuav xav txog hauv kab lus no. Yuav pib nrog, peb yuav txhais nws cov yam ntxwv thiab cov ntaub ntawv tseeb, thiab tom qab ntawd peb yuav tau paub nrog nws tus nrog sib ntaus - txoj hlua txoj kev xav, uas peb yuav xav txog hauv daim ntawv dav dav rau kev nkag siab thiab kev cuam tshuam nrog lub voj quantum gravity.
Introduction
Ib qho ntawm cov kev xav piav qhia txog quantum gravity yog ib txheej ntawm cov ntaub ntawv ntawm lub voj voog ntawm lub quantum theem ntawm lub koom haum ntawm lub ntiaj teb. Cov kev xav no yog ua raws li lub tswv yim ntawm discreteness ntawm ob lub sijhawm thiab qhov chaw ntawm Planck nplai. Tso cai rau qhov kev xav ntawm lub ntiaj teb pulsating kom pom tau.
Lee Smolin, T. Jacobson, K. Rovelli, thiab A. Ashtekar yog tus tsim ntawm txoj kev xav ntawm lub voj quantum gravity. Qhov pib ntawm nws txoj kev tsim ntog rau 80s. XX caug xyoo. Raws li cov lus hais ntawm qhov kev xav no, "peev txheej" - lub sijhawm thiab qhov chaw - yog cov txheej txheem ntawm cov khoom sib cais. Lawv tau piav raws li cov hlwb qhov loj ntawm quanta, uas tau tuav ua ke hauv txoj kev tshwj xeeb. Txawm li cas los xij, ncav cuag qhov loj me, peb saib qhov smoothing ntawm qhov chaw-lub sij hawm, thiab nws zoo li txuas ntxiv rau peb.
Loop gravity and particles of the ntug
Ib qho zoo tshaj plaws "tus yam ntxwv" ntawm txoj kev xav ntawm lub voj voog quantum gravity yog nws lub peev xwm los daws qee qhov teeb meem hauv physics. Nws tso cai rau koj los piav ntau yam teeb meem ntsig txog tus qauv qauv ntawm particle physics.
Nyob rau xyoo 2005, ib tsab xov xwm los ntawm S. Bilson-Thompson tau luam tawm, uas tau tawm tswv yim rau hauv nws tus qauv nrog hloov pauv Rishon Harari, uas tau siv daim ntawv txuas ntxiv. Lub tom kawg yog hu ua ribbon. Qhov kwv yees muaj peev xwm qhia tau tias nws tuaj yeem piav qhia vim li cas rau lub koom haum ywj pheej ntawm txhua qhov sib txuas. Tom qab tag nrho, nws yog qhov tshwm sim uas ua rau xim xim. Tus qauv preon yav dhau los rau nws tus kheej suav hais tias yog cov ntsiab lus tseem ceeb. Tus nqi xim tau muab tso rau. Cov qauv no ua rau nws muaj peev xwm piav qhia txog cov nqi hluav taws xob raws li qhov chaw topological, uas tuaj yeem tshwm sim nyob rau hauv rooj plaub ntawm ribbon twisting.
Zaj thib ob los ntawm cov kws sau ntawv no, luam tawm xyoo 2006, yog ib txoj haujlwm uas L. Smolin thiab F. Markopolu kuj koom nrog. Cov kws tshawb fawb tau muab tso rau qhov kev xav tias txhua qhov kev xav ntawm quantum voj voog lub ntiajteb txawj nqus, suav nrog hauv chav kawm ntawm lub voj voog, hais tias nyob rau hauv lawv qhov chaw thiab lub sijhawm yog lub xeev zoo siab los ntawm quantization. Cov xeev no tuaj yeem ua lub luag haujlwm ntawm preons, uas ua rau muaj qhov tshwm sim ntawm tus qauv paub zoo. Nws, nyob rau hauv lem, ua raukev tshwm sim ntawm cov khoom ntawm txoj kev xav.
Plaub tus kws tshawb fawb kuj tau hais tias txoj kev xav ntawm quantum voj voog lub ntiajteb txawj nqus muaj peev xwm rov tsim dua Tus Qauv Qauv. Nws interconnects plaub lub hauv paus rog hauv txoj kev tsis siv neeg. Nyob rau hauv daim ntawv no, nyob rau hauv lub tswvyim ntawm "brad" (intertwined fibrous space-time), lub tswvyim ntawm preons yog txhais ntawm no. Nws yog lub hlwb uas ua rau nws muaj peev xwm rov tsim cov qauv tsim nyog los ntawm cov neeg sawv cev ntawm "thawj tiam" ntawm cov khoom, uas yog raws li fermions (quarks thiab leptons) nrog rau feem ntau yog txoj hauv kev ntawm recreating tus nqi thiab parity ntawm fermions lawv tus kheej.
Bilson-Thompson tau hais tias fermions los ntawm "series" tseem ceeb ntawm 2nd thiab 3rd tiam tuaj yeem sawv cev rau tib lub brads, tab sis nrog cov qauv nyuaj dua. Fermions ntawm tiam 1 yog sawv cev ntawm no los ntawm lub hlwb yooj yim tshaj plaws. Txawm li cas los xij, nws yog ib qho tseem ceeb kom paub txog ntawm no tias cov tswv yim tshwj xeeb txog qhov nyuaj ntawm lawv cov cuab yeej tseem tsis tau muab tso rau pem hauv ntej. Nws yog ntseeg hais tias cov nqi ntawm cov xim thiab hluav taws xob hom, raws li zoo raws li "txoj cai" ntawm parity ntawm hais nyob rau hauv thawj tiam, yog tsim nyob rau hauv raws nraim tib yam li nyob rau hauv lwm tus neeg. Tom qab pom cov khoom no, ntau qhov kev sim tau tsim los tsim cov teebmeem ntawm lawv los ntawm kev hloov pauv ntawm quantum. Qhov kawg ntawm qhov kev sim tau pom tias cov khoom no ruaj khov thiab tsis lwj.
Strip structure
Vim peb tab tom txiav txim siab cov ntaub ntawv hais txog kev xav ntawm no yam tsis tau siv kev suav, peb tuaj yeem hais tias qhov no yog lub voj quantum gravity "rautshuaj yej." Thiab nws tsis tuaj yeem ua yam tsis tau piav qhia cov qauv kab xev.
Cov chaw uas qhov teeb meem yog sawv cev los ntawm tib "khoom" raws li qhov chaw-lub sijhawm yog cov lus piav qhia dav dav ntawm tus qauv uas Bilson-Thompson tau nthuav tawm rau peb. Cov chaw no yog cov qauv kab xev ntawm qhov muab piav qhia yam ntxwv. Cov qauv no qhia peb li cas fermions raug tsim thiab tsim bosons li cas. Txawm li cas los xij, nws tsis teb cov lus nug ntawm yuav ua li cas Higgs boson tuaj yeem tau txais los ntawm kev siv cov khoom lag luam.
L. Freidel, J. Kovalsky-Glikman thiab A. Starodubtsev nyob rau hauv 2006 nyob rau hauv ib tsab xov xwm qhia tias Wilson kab ntawm gravitational teb yuav piav qhia txog theem pib. Qhov no txhais tau hais tias cov khoom muaj los ntawm cov khoom muaj peev xwm ua tau raws li qhov tsis zoo ntawm Wilson loops. Cov tom kawg, nyob rau hauv lem, yog lub hauv paus khoom ntawm lub voj quantum gravity. Cov kev tshawb fawb thiab kev suav no kuj suav tias yog lub hauv paus ntxiv rau kev txhawb nqa theoretical piav qhia txog Bilson-Thompson qauv.
Siv lub formalism ntawm tus qauv spin ua npuas ncauj, uas yog ncaj qha ntsig txog txoj kev tshawb xav tau kawm thiab tshuaj xyuas hauv tsab xov xwm no (T. P. K. G.), nrog rau ua raws li thawj zaug ntawm cov hauv paus ntsiab lus ntawm qhov kev xav ntawm quantum voj voog lub ntiajteb txawj nqus, ua rau nws muaj peev xwm rov tsim dua qee daim ntawm Tus Qauv Qauv uas tsis tuaj yeem tau txais ua ntej. Cov no yog photon hais, kuj gluons thiab gravitons.
muajkuj yog tus qauv gelon, uas brads tsis suav hais tias yog vim lawv tsis muaj xws li. Tab sis tus qauv nws tus kheej tsis muab qhov tseeb muaj peev xwm tsis kam lees lawv lub neej. Nws qhov zoo dua yog tias peb tuaj yeem piav qhia txog Higgs boson ua ib hom kev sib xyaw ua ke. Qhov no tau piav qhia los ntawm qhov muaj ntau cov txheej txheem sab hauv hauv cov khoom uas muaj cov nqi loj. Muab qhov sib tw ntawm cov brads, peb tuaj yeem xav tias cov qauv no yuav cuam tshuam nrog kev tsim ntau yam. Piv txwv li, daim ntawv ntawm Bilson-Thompson qauv, uas piav txog lub photon raws li ib tug particle nrog xoom pawg, sib haum mus rau lub non-twisted brad xeev.
Kev nkag siab txog Bilson-Thompson Txoj Kev
Hauv kev qhuab qhia ntawm quantum voj voog lub ntiajteb txawj nqus, thaum piav txog txoj hauv kev zoo tshaj plaws kom nkag siab txog tus qauv Bilson-Thompson, nws tau hais tias qhov kev piav qhia ntawm tus qauv preon ntawm theem pib tso cai rau ib tus yam ntxwv ntawm electrons ua haujlwm ntawm lub nthwv dej. Lub ntsiab lus yog tias tag nrho cov quantum xeev muaj los ntawm spin foams nrog coherent theem kuj tuaj yeem piav qhia siv cov ntsiab lus yoj ua haujlwm. Tam sim no, kev ua haujlwm tseem ceeb tab tom npaj rau kev sib koom ua ke ntawm kev xav ntawm cov ntsiab lus tseem ceeb thiab T. P. K. G.
Ntawm cov phau ntawv ntawm lub voj voog quantum gravity, koj tuaj yeem nrhiav tau ntau cov ntaub ntawv, piv txwv li, hauv kev ua haujlwm ntawm O. Feirin txog qhov tsis sib xws ntawm lub ntiaj teb quantum. Ntawm lwm cov haujlwm, nws tsim nyog them nqi rau cov lus los ntawm Lee Smolin.
Problems
Cov kab lus, hauv kev hloov kho los ntawm Bilson-Thompson, lees tiascov particle loj spectrum yog ib qho teeb meem tsis daws teeb meem uas nws tus qauv piav tsis tau. Tsis tas li ntawd, nws tsis daws teeb meem ntsig txog kev sib tw, Cabibbo sib xyaw. Nws yuav tsum muaj qhov txuas mus rau qhov kev xav paub ntau dua. Cov ntawv tom qab ntawm tsab xov xwm no los piav txog qhov kev hloov pauv ntawm cov brads siv Pachner hloov pauv.
Muaj kev sib cav tas li hauv ntiaj teb ntawm physics: txoj hlua txoj hlua vs txoj kev xav ntawm lub voj quantum gravity. Nov yog ob qho haujlwm tseem ceeb uas ntau tus kws tshawb fawb nto moo thoob ntiaj teb tau ua haujlwm thiab ua haujlwm.
String theory
Hais txog txoj kev xav ntawm quantum voj lub ntiajteb txawj nqus thiab txoj hlua txoj hlua, nws yog ib qho tseem ceeb kom nkag siab tias cov no yog ob txoj kev sib txawv ntawm kev nkag siab txog cov qauv ntawm cov teeb meem thiab lub zog hauv lub Ntiaj Teb.
Txoj hlua txoj kev xav yog "txoj kev ntawm evolution" ntawm kev tshawb fawb lub cev, uas sim kawm txog kev sib koom ua ke tsis yog ntawm cov ntsiab lus, tab sis cov hlua quantum. Cov khoom siv ntawm txoj kev xav ua ke nrog lub tswv yim ntawm kev siv tshuab ntawm lub ntiaj teb quantum thiab txoj kev xav ntawm kev sib raug zoo. Qhov no zoo li yuav pab txiv neej tsim txoj kev xav yav tom ntej ntawm quantum gravity. Nws yog qhov tseeb vim yog cov duab ntawm cov khoom ntawm kev kawm uas qhov kev xav no sim piav qhia lub hauv paus ntawm lub ntiaj teb nyob rau hauv ib txoj kev sib txawv.
Tsis zoo li txoj kev xav ntawm quantum voj voog lub ntiajteb txawj nqus, txoj hlua txoj hlua thiab nws lub hauv paus yog raws li cov ntaub ntawv hypothetical, tawm tswv yim tias txhua qhov hauv nruab nrab thiab tag nrho nws cov kev sib cuam tshuam ntawm qhov tseem ceeb yog qhov tshwm sim ntawm kev vibrations ntawm quantum hlua. Cov "cov ntsiab lus" ntawm lub ntiaj teb no muaj qhov ntev ultramicroscopic thiab ntawm qhov ntsuas ntawm qhov kev txiav txim ntawm Planck ntev yog 10 -35 m.
Cov ntaub ntawv ntawm qhov kev xav no yog lej muaj txiaj ntsig zoo heev, tab sis tseem tsis tau pom qhov tseeb ntawm qhov kev sim. Txoj hlua txoj kev xav yog txuam nrog ntau yam, uas yog kev txhais cov ntaub ntawv nyob rau hauv ib tug infinite xov tooj ntawm lub ntiaj teb no nrog ntau hom thiab cov ntaub ntawv ntawm kev loj hlob ntawm txhua yam.
Basis
Loop quantum gravity lossis txoj hlua txoj hlua? Qhov no yog ib lo lus nug tseem ceeb, uas nyuaj, tab sis yuav tsum nkag siab. Qhov no tseem ceeb tshwj xeeb tshaj yog rau cov kws kho mob. Yuav kom nkag siab zoo txog txoj hlua txoj hlua, nws yog ib qho tseem ceeb kom paub ob peb yam.
Txoj hlua txoj kev xav tuaj yeem muab peb cov lus piav qhia ntawm kev hloov pauv thiab tag nrho cov yam ntxwv ntawm txhua qhov tseem ceeb, tab sis qhov no tsuas yog ua tau yog tias peb tseem tuaj yeem ntxiv cov hlua mus rau qhov tsis muaj zog ntawm physics. Nyob rau hauv cov ntaub ntawv no, tag nrho cov hais no yuav siv sij hawm qhov kev txwv ntawm excitation spectrum nyob rau hauv ib qho chaw uas tsis yog-lub zos ib-dimensional lens, uas muaj ib tug infinite tooj. Tus yam ntxwv qhov ntev ntawm cov hlua yog tus nqi me me (kwv yees 10 -33 m). Nyob rau hauv kev pom ntawm no, ib tug neeg tsis muaj peev xwm soj ntsuam lawv nyob rau hauv chav kawm ntawm kev sim. Ib qho analogue ntawm qhov tshwm sim no yog txoj hlua vibration ntawm cov twj paj nruag. Cov ntaub ntawv spectral uas "tsim" ib txoj hlua tsuas yog ua tau rau qee zaus. Raws li qhov zaus nce, lub zog ua li cas (sau los ntawm kev vibrations). Yog tias peb siv cov qauv E=mc2 rau nqe lus no, ces peb tuaj yeem tsim cov lus piav qhia txog qhov teeb meem uas tsim lub Ntiaj Teb. Txoj kev xav postulates hais tias cov particle loj qhov ntev uas manifest lawv tus kheej liCov hlua vibrating tau pom nyob hauv lub ntiaj teb tiag.
String physics yoojyim qhib cov lus nug ntawm qhov chaw-lub sij hawm qhov ntev. Qhov tsis muaj qhov dav ntxiv nyob rau hauv lub ntiaj teb macroscopic tau piav qhia nyob rau hauv ob txoj kev:
- Compactification ntawm qhov ntev, uas yog twisted rau qhov ntau thiab tsawg uas lawv yuav sib haum mus rau qhov kev txiav txim ntawm Planck ntev;
- Lub zos ntawm tag nrho cov khoom uas tsim ib lub ntiaj teb multidimensional ntawm plaub-dimensional "daim ntawv ntawm lub ntiaj teb", uas yog piav raws li ib tug multiverse.
Quantization
Kab lus no tham txog lub tswv yim ntawm txoj kev xav ntawm lub voj quantum gravity rau dummies. Lub ntsiab lus no nyuaj heev rau kev nkag siab ntawm qib lej. Ntawm no peb xav txog kev sawv cev dav dav raws li kev piav qhia. Ntxiv mus, nyob rau hauv kev sib raug rau ob "tawm tsam" theories.
Yuav kom nkag siab txoj hlua txoj kev xav zoo dua, nws tseem ceeb heev kom paub txog qhov muaj nyob ntawm thawj thiab theem nrab quantization mus kom ze.
Thib ob quantization yog raws li cov ntsiab lus ntawm ib txoj hlua teb, uas yog lub luag haujlwm rau qhov chaw ntawm lub voj voog, uas zoo ib yam li quantum field theory. Lub formalisms ntawm thawj txoj hauv kev, los ntawm kev ua lej, tsim cov lus piav qhia ntawm kev txav ntawm cov hlua xeem hauv lawv cov teb sab nraud. Qhov no tsis cuam tshuam rau kev sib cuam tshuam ntawm cov hlua, thiab tseem suav nrog qhov tshwm sim ntawm txoj hlua tawg thiab kev sib koom ua ke. Lub hauv paus mus kom ze yog qhov sib txuas ntawm txoj hlua theories thiab cov lus pom zoo ntawm cov kev tshawb xav hais txogntiaj teb ntog.
supersymmetry
Qhov tseem ceeb tshaj plaws thiab yuav tsum tau ua, nrog rau qhov tseeb "cov ntsiab lus" ntawm txoj hlua txoj hlua yog supersymmetry. Cov txheej txheem dav dav ntawm cov khoom thiab kev sib cuam tshuam ntawm lawv, uas tau pom nyob rau ntawm lub zog qis, muaj peev xwm rov tsim dua cov qauv ntawm Cov Qauv Qauv hauv yuav luag txhua daim ntawv. Ntau yam khoom ntawm Tus Qauv Qauv tau txais cov lus piav qhia zoo nkauj nyob rau hauv cov nqe lus ntawm superstring txoj kev xav, uas kuj yog ib qho kev sib cav tseem ceeb rau txoj kev xav. Txawm li cas los xij, tseem tsis tau muaj lub hauv paus ntsiab lus uas tuaj yeem piav qhia qhov no lossis qhov txwv ntawm txoj hlua txoj hlua. Cov postulates no yuav tsum ua kom tau ib daim ntawv ntawm lub ntiaj teb zoo ib yam li tus qauv qauv.
Properties
Qhov tseem ceeb tshaj plaws ntawm txoj hlua txoj kev xav yog:
- Cov ntsiab cai uas txiav txim siab tus qauv ntawm Lub Ntiaj Teb yog lub ntiajteb txawj nqus thiab cov tshuab ntawm lub ntiaj teb quantum. Lawv yog cov khoom uas tsis tuaj yeem sib cais thaum tsim cov kev xav dav dav. Txoj hlua txoj hlua siv qhov kev xav no.
- Kev tshawb fawb ntawm ntau lub tswv yim tsim ntawm lub xyoo pua nees nkaum, uas tso cai rau peb nkag siab txog cov qauv hauv ntiaj teb, nrog rau tag nrho lawv ntau txoj hauv kev ntawm kev ua haujlwm thiab kev piav qhia, tau ua ke thiab ua los ntawm txoj hlua txoj hlua.
- Txoj hlua txoj kev xav tsis muaj qhov tsis pub dawb uas yuav tsum tau hloov kho kom ntseeg tau tias kev pom zoo, raws li xav tau hauv Tus Qauv Qauv, piv txwv li.
In xaus
Hauv cov ntsiab lus yooj yim, quantum voj voog lub ntiajteb txawj nqus yog ib txoj hauv kev pom qhov tseeb tiassim piav qhia txog lub hauv paus qauv ntawm lub ntiaj teb no nyob rau theem ntawm elementary hais. Nws tso cai rau koj los daws ntau yam teeb meem ntawm physics uas cuam tshuam rau lub koom haum ntawm cov teeb meem, thiab kuj yog ib qho ntawm cov kev xav hauv ntiaj teb. Nws tus yeeb ncuab tseem ceeb yog txoj hlua txoj kev xav, uas yog qhov laj thawj zoo, muab ntau cov lus tseeb ntawm qhov kawg. Ob txoj kev xav pom lawv qhov kev lees paub nyob rau hauv ntau yam ntawm kev tshawb fawb hauv theem pib, thiab sim ua ke "quantum ntiaj teb" thiab lub ntiajteb txawj nqus mus rau niaj hnub no.
