Квантна гравитација
Квантна гравитација (QГ) је област теоријске физике која тежи да опише гравитацију према принципима квантне механике. Она се бави се окружењима у којима се не могу занемарити ни гравитациони ни квантни ефекти,[1] као што су у близини црних рупа или сличних компактних астрофизичких објеката, као што су неутронске звезде,[2][3] као и у раним фазама свемира неколико тренутака након Великог праска.[4]
Три од четири фундаменталне силе природе описане су у оквиру квантне механике и квантне теорије поља: електромагнетна интеракција, јака сила и слаба сила; ово оставља гравитацију као једину интеракцију која није у потпуности прилагођена. Садашње разумевање гравитације је засновано на општој теорији релативности Алберта Ајнштајна, која укључује његову теорију специјалне релативности и дубоко модификује разумевање појмова као што су време и простор. Иако је општа теорија релативности веома цењена због своје елеганције и тачности, она има ограничења: гравитациони сингуларитети унутар црних рупа, ад хоц постулација тамне материје, као и тамна енергија и њен однос са космолошком константом су међу тренутним нерешеним мистеријама у вези са гравитација;[5] све то сигнализира колапс опште теорије релативности на различитим скалама и наглашава потребу за теоријом гравитације која иде у квантну област. На растојањима близу Планкове дужине, попут оних близу центра црне рупе, очекује се да ће квантне флуктуације простор-времена играти важну улогу.[6] Слом опште теорије релативности на галактичким и космолошким размерама такође указује на неопходност снажније теорије. Коначно, неслагања између предвиђене вредности за енергију вакуума и уочених вредности (које, у зависности од разматрања, могу бити од 60 или 120 редова величине)[7] наглашавају неопходност квантне теорије гравитације.
Област квантне гравитације се активно развија, а теоретичари истражују различите приступе проблему квантне гравитације, од којих су најпопуларније M-теорија и квантна гравитација петље.[8] Сви ови приступи имају за циљ да опишу квантно понашање гравитационог поља, што не укључује нужно обједињавање свих фундаменталних интеракција у јединствени математички оквир. Међутим, многи приступи квантној гравитацији, као што је теорија струна, покушавају да развију оквир који описује све фундаменталне силе. Таква теорија се често назива теоријом свега. Неки од приступа, као што је квантна гравитација у петљи, не чине такав покушај; уместо тога, они се труде да квантизују гравитационо поље док се оно држи одвојено од других сила. Друге мање познате, али не мање важне теорије укључују узрочну динамичку триангулацију, некомутативну геометрију и теорију твистора.[9]
Једна од потешкоћа у формулисању квантне теорије гравитације је то што се сматра да се директно посматрање квантних гравитационих ефеката појављује само на скалама дужине близу Планкове скале, око 10−35 метара, на скали далеко мањој и стога доступна само са далеко већим енергијама, од оних који су тренутно доступне у акцелераторима честица високе енергије. Стога, физичарима недостају експериментални подаци који би могли да направе разлику између конкурентских теорија које су предложене.[н.б. 1][н.б. 2]
Приступи мисаоним експериментима су предложени као алат за тестирање квантне теорије гравитације.[10][11] У области квантне гравитације постоји неколико отворених питања – на пример, није познато како спин елементарних честица изазива гравитацију, а мисаони експерименти би могли да обезбеде пут за истраживање могућих решења за ова питања,[12] чак и у одсуству лабораторијских експерименте или физичких опсервација.
Почетком 21. века, појавили су се нови дизајни експеримената и технологије које сугеришу да би индиректни приступи тестирању квантне гравитације могли бити изводљиви у наредних неколико деценија.[13][14][15][16] Ово поље проучавања назива се феноменолошка квантна гравитација.
Напомене[уреди | уреди извор]
- ^ Квантни ефекти у раном универзуму могу имати видљив ефекат на структуру садашњег универзума, на пример, или би гравитација могла играти улогу у уједињењу других сила. Цф. Валдов текст који је горе цитиран.
- ^ О квантизацији геометрије простор-времена погледајте и чланак Планкова дужина.
Референце[уреди | уреди извор]
- ^ Ровелли, Царло (2008). „Qуантум гравитy”. Сцхоларпедиа. 3 (5): 7117. Бибцоде:2008СцхпЈ...3.7117Р. дои:10.4249/сцхоларпедиа.7117
.
- ^ Овербyе, Деннис (10. 10. 2022). „Блацк Холес Маy Хиде а Минд-Бендинг Сецрет Абоут Оур Универсе - Таке гравитy, адд qуантум мецханицс, стир. Wхат до yоу гет? Јуст маyбе, а холограпхиц цосмос.”. Тхе Неw Yорк Тимес. Архивирано из оригинала 16. 11. 2022. г. Приступљено 16. 10. 2022.
- ^ Старр, Мицхелле (16. 11. 2022). „Сциентистс Цреатед а Блацк Холе ин Тхе Лаб, Анд Тхен Ит Стартед то Глоw”. СциенцеАлерт. Архивирано из оригинала 15. 11. 2022. г. Приступљено 16. 11. 2022.
- ^ Киефер, Цлаус (2012). Qуантум гравитy. Интернатионал сериес оф монограпхс он пхyсицс (на језику: енглески) (3рд изд.). Оxфорд: Оxфорд Университy Пресс. стр. 1—4. ИСБН 978-0-19-958520-5.
- ^ Маннхеим, Пхилип (2006). „Алтернативес то дарк маттер анд дарк енергy”. Прогресс ин Партицле анд Нуцлеар Пхyсицс (на језику: енглески). 56 (2): 340—445. Бибцоде:2006ПрПНП..56..340М. С2ЦИД 14024934. арXив:астро-пх/0505266 . дои:10.1016/ј.ппнп.2005.08.001.
- ^ Надис, Стеве (2. 12. 2019). „Блацк Холе Сингуларитиес Аре ас Инесцапабле ас Еxпецтед”. qуантамагазине.орг. Qуанта Магазине. Архивирано из оригинала 14. 4. 2020. г. Приступљено 22. 4. 2020.
- ^ Коксма, Јурјен; Прокопец, Томислав (2011). „Тхе Цосмологицал Цонстант анд Лорентз Инварианце оф тхе Вацуум Стате”. арXив:1105.6296 [гр-qц].
- ^ Пенросе, Рогер (2007). Тхе роад то реалитy : а цомплете гуиде то тхе лаwс оф тхе универсе
. Винтаге. стр. 1017. ИСБН 9780679776314. ОЦЛЦ 716437154.
- ^ Ровелли, Царло (2001). „Нотес фор а бриеф хисторy оф qуантум гравитy”. арXив:гр-qц/0006061 .
- ^ Босе, С.; et al. (2017). „Spin Entanglement Witness for Quantum Gravity”. Physical Review Letters. 119 (4): 240401. Bibcode:2017PhRvL.119x0401B. PMID 29286711. S2CID 2684909. arXiv:1707.06050 . doi:10.1103/PhysRevLett.119.240401.
- ^ Marletto, C.; Vedral, V. (2017). „Gravitationally Induced Entanglement between Two Massive Particles is Sufficient Evidence of Quantum Effects in Gravity”. Physical Review Letters. 119 (24): 240402. Bibcode:2017PhRvL.119x0402M. PMID 29286752. S2CID 5163793. arXiv:1707.06036 . doi:10.1103/PhysRevLett.119.240402.
- ^ Nemirovsky, J.; Cohen, E.; Kaminer, I. (5. 11. 2021). „Spin Spacetime Censorship”. Annalen der Physik. 534 (1). S2CID 119342861. arXiv:1812.11450 . doi:10.1002/andp.202100348.
- ^ Hossenfelder, Sabine (2. 2. 2017). „What Quantum Gravity Needs Is More Experiments”. Nautilus. Архивирано из оригинала 28. 1. 2018. г. Приступљено 21. 9. 2020.
- ^ Experimental search for quantum gravity. Cham: Springer. 2017. ISBN 9783319645360.
- ^ Carney, Daniel; Stamp, Philip C. E.; Taylor, Jacob M. (7. 2. 2019). „Tabletop experiments for quantum gravity: a user's manual”. Classical and Quantum Gravity. 36 (3): 034001. Bibcode:2019CQGra..36c4001C. S2CID 119073215. arXiv:1807.11494 . doi:10.1088/1361-6382/aaf9ca.
- ^ Danielson, Daine L.; Satishchandran, Gautam; Wald, Robert M. (2022-04-05). „Gravitationally mediated entanglement: Newtonian field versus gravitons”. Physical Review D. 105 (8): 086001. Bibcode:2022PhRvD.105h6001D. arXiv:2112.10798 . doi:10.1103/PhysRevD.105.086001. Архивирано из оригинала 2023-01-22. г. Приступљено 2022-12-11.
Literatura[уреди | уреди извор]
- Green, M.B.; Schwarz, J.H.; Witten, E. (1987). Superstring theory. l. Cambridge University Press. ISBN 9781107029118.
- Penrose, Roger (2004), The Road to Reality, A. A. Knopf, ISBN 978-0-679-45443-4
- Ahluwalia, D. V. (2002). „Interface of Gravitational and Quantum Realms”. Modern Physics Letters A. 17 (15–17): 1135—1145. Bibcode:2002MPLA...17.1135A. S2CID 119358167. arXiv:gr-qc/0205121 . doi:10.1142/S021773230200765X.
- Ashtekar, Abhay (2005). „The winding road to quantum gravity” (PDF). The Legacy of Albert Einstein. Current Science. 89. стр. 2064—2074. Bibcode:2007laec.book...69A. CiteSeerX 10.1.1.616.8952 . ISBN 978-981-270-049-0. doi:10.1142/9789812772718_0005.
- Carlip, Steven (2001). „Quantum Gravity: a Progress Report”. Reports on Progress in Physics. 64 (8): 885—942. Bibcode:2001RPPh...64..885C. S2CID 118923209. arXiv:gr-qc/0108040 . doi:10.1088/0034-4885/64/8/301.
- Hamber, Herbert W. (2009). Hamber, Herbert W., ур. Quantum Gravitation. Springer Nature. ISBN 978-3-540-85292-6. doi:10.1007/978-3-540-85293-3. hdl:11858/00-001M-0000-0013-471D-A.
- Kiefer, Claus (2007). Quantum Gravity. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-921252-1.
- Kiefer, Claus (2005). „Quantum Gravity: General Introduction and Recent Developments”. Annalen der Physik. 15 (1): 129—148. Bibcode:2006AnP...518..129K. S2CID 12984346. arXiv:gr-qc/0508120 . doi:10.1002/andp.200510175.
- Lämmerzahl, Claus, ур. (2003). Quantum Gravity: From Theory to Experimental Search. Lecture Notes in Physics. Springer. ISBN 978-3-540-40810-9.
- Rovelli, Carlo (2004). Quantum Gravity. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-83733-0.
Spoljašnje veze[уреди | уреди извор]
- "Planck Era" and "Planck Time" Архивирано 2018-11-28 на сајту Wayback Machine (уп то 10−43 сецондс афтер биртх оф Универсе) (Университy оф Орегон).
- "Qуантум Гравитy", ББЦ Радио 4 дисцуссион wитх Јохн Гриббин, Лее Смолин анд Јанна Левин (Ин Оур Тиме, Фебруарy 22, 2001)
| Специјална релативност |
|  | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Општа релативност |
| ||||||||||||
| Научници | |||||||||||||
