การดำรงอยู่ของ gravitons?


18

สำหรับชีวิตที่ไม่รู้เรื่องของฉันมากมายฉันได้สงสัยการมีอยู่ของแรงโน้มถ่วงหรือแม้แต่แรงโน้มถ่วงนั้นก็คือ "แรง" ที่แท้จริง (เช่นแม่เหล็กไฟฟ้า) นี่เป็นเพราะวิสัยทัศน์ของฉันเกี่ยวกับทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปคือว่าพื้นที่มวลโค้งนั้นวัตถุยังคงเดินทางใน "เส้นตรง" เมื่อถูกดำเนินการโดย "แรงโน้มถ่วง" ดังนั้นไม่จำเป็นต้องมี "แรง" ตอนนี้ฉันรู้แล้วว่านี่เป็นมุมมองที่ไร้เดียงสา แต่ฉันไม่แน่ใจ 100% ว่าทำไม ฉันคิดว่าอีกวันหนึ่งที่ความจริงที่ว่าแรงโน้มถ่วงเป็นไปตามกฎกำลังสองผกผันหมายความว่ามันเป็นแรงที่กระทำโดยอนุภาค (ตกลงมาในความเข้มของฟลักซ์เนื่องจากเรขาคณิตของพื้นที่สามมิติ)

คำถามของฉันจะเป็น: ความจริงที่ว่าแรงโน้มถ่วงเป็นไปตามกฎกำลังสองผกผันโดยธรรมชาติหลุดออกมาจากสมการสัมพัทธภาพทั่วไปหรือเป็นข้อสมมติฐานที่ใช้เมื่อพัฒนาสมการหรือไม่?

และในตอนนี้ฉันคิดว่ากองกำลังอื่นอาจโค้งอวกาศด้วย (ในมิติที่สูงกว่า)


1
โปรดทราบว่า GR ไม่ได้อธิบายแรงโน้มถ่วงว่าเป็นกำลังสแควร์ผกผันนั่นเป็นเพียงการประมาณพลังงานต่ำ "การแก้ปัญหา" ทั้งหมดไปยังสมการภาคสนามที่ค้นพบโดยไอน์สไตน์เรามีการประมาณสำหรับสถานการณ์เฉพาะบางอย่างเช่นวิธีการแก้ปัญหาชวาร์สชิลด์ซึ่งอธิบายแรงโน้มถ่วงรอบวัตถุทรงกลมแบบสมมาตร เพื่อให้ได้โซลูชั่นที่สมบูรณ์คุณจะต้องคำนึงถึงพลังงานทุกบิตในจักรวาล - เป็นไปไม่ได้หรือใช้งานได้จริง เนื่องจากแรงโน้มถ่วงอ่อนแอดังนั้นการประมาณจึงใช้งานได้ดีมาก :)
Luaan

คำตอบ:


9

สำหรับชีวิตที่ไม่รู้เรื่องของฉันมากมายฉันได้สงสัยการมีอยู่ของแรงโน้มถ่วงหรือแม้แต่แรงโน้มถ่วงนั้นก็คือ "แรง" ที่แท้จริง (เช่นแม่เหล็กไฟฟ้า)

แรงโน้มถ่วงเป็นแรงดึงดูดของแม่เหล็กไฟฟ้า แต่มันมีคุณสมบัติพิเศษในการที่อนุภาคการทดสอบทั้งหมดตกในลักษณะเดียวกันในสนามโน้มถ่วงไม่ว่าองค์ประกอบของพวกมันจะเป็นยังไงก็ตาม นี่หมายความว่ามวลเฉื่อยและมวลความโน้มถ่วงเท่ากัน (หรืออย่างน้อยก็เป็นสัดส่วนอย่างกว้างขวางดังนั้นเราจึงสามารถใช้หน่วยที่พวกมันเท่ากัน) และเรามีอิสระที่จะตีความเหวี่ยงแรงโน้มถ่วงเป็นการเคลื่อนที่แบบเฉื่อย

ในแง่ของทฤษฎีสนามควอนตัมจริงๆแล้วมันเป็นทฤษฎีที่ว่าที่พลังงานต่ำอนุภาคสปิน -2 ที่ไม่มีมวลจะต้องคู่กับโมเมนตัมพลังงานทั้งหมดเท่า ๆ กันโดยไม่คำนึงถึงสปีชีส์ของอนุภาค กล่าวอีกนัยหนึ่งหลักการเทียบเท่าของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปเป็นทฤษฎีบทที่พิสูจน์แล้วได้สำหรับ Gravitons

ในทางกลับกันเรายังสามารถตีความสัมพัทธภาพทั่วไปเป็นฟิลด์สปิน -2 ที่ไม่มีมวลบนกาลอวกาศพื้นหลังแบน แต่เนื่องจากความเป็นสากลนี้พื้นหลังจึงไม่สามารถสังเกตได้โดยการทดลองใด ๆ นั่นเป็นสาเหตุที่นักสัมพัทธภาพไม่ชอบทำสิ่งนี้เพราะทำให้การตีความทางเรขาคณิตสะดวกสบายยิ่งขึ้น

น่าเสียดายที่ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปเชิงปริมาณนั้นมีพฤติกรรมที่ไม่ดีมากหากพยายามนำพวกมันไปใช้กับเครื่องชั่งพลังงานโดยพลการ ในทางกายภาพนี่หมายความว่าฟิสิกส์ใหม่บางอย่างต้องเข้ามาก่อนเพื่อแก้ไข อย่างไรก็ตามสถานการณ์แบบนี้แทบจะไม่ซ้ำกันกับแรงโน้มถ่วงการหาปริมาณซึ่งยังคงสมเหตุสมผลในฐานะทฤษฎีภาคสนามที่มีประสิทธิภาพในการใช้พลังงานต่ำ cf เลย รีวิวที่อาศัยอยู่โดยคลิฟพีประชากร ความตึงเครียดระหว่างทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปและกลศาสตร์ควอนตัมมักจะกล่าวเกินจริงในคำอธิบายที่เป็นที่นิยม

คำถามของฉันจะเป็น: ความจริงที่ว่าแรงโน้มถ่วงเป็นไปตามกฎกำลังสองผกผันโดยธรรมชาติหลุดออกมาจากสมการสัมพัทธภาพทั่วไปหรือเป็นข้อสมมติฐานที่ใช้เมื่อพัฒนาสมการหรือไม่?

ส่วนผกผัน - สแควร์ตกออกจากตัวเอง แต่ค่าคงที่เฉพาะของสัดส่วนที่ต้องการสมมติฐานเพิ่มเติม

ถ้าใครคิดว่าสมการสนามทั่วไป , ที่คือความเครียด - พลังงานเมตริกซ์ที่ถือว่าเป็นสมมาตรและ covariantly อนุรักษ์แล้ว ไอน์สไตน์เทนเซอร์เป็นวิธีการแก้ปัญหาที่ไม่ซ้ำกันขนาดที่สามารถสร้างขึ้นจากตัวชี้วัด ข้อกำหนดนี้หมายความว่าอนุญาตให้มีคำสั่งที่สองในอนุพันธ์ของเมทริกเท่านั้นและจะถูกทำลายโดยเช่นค่าคงที่ทางดาราศาสตร์ตามที่แนะนำความยาวเข้าสู่ทฤษฎี T μ เข้าพบ G μ เข้าพบR μ เข้าพบ - 1Gμν=κTμνTμνΛกรัมμเข้าพบΛ-1/2~1010GμνRμν12gμνRΛgμνΛ1/21010ly

มีวิธีอื่นในการพัฒนาสมการสนามไอน์สไตน์เช่นผ่านการกระทำของไอน์สไตน์ - ฮิลแบร์ตซึ่งไม่ต้องการสมมติฐานที่เฉพาะเจาะจงเกี่ยวกับเทนเซอร์ความเครียด - พลังงาน โดยไม่คำนึงถึงบทบาทของขีด จำกัด ของนิวตันที่อยู่ในการแก้ไขค่าของค่าคงที่บึกบึนมิฉะนั้น 4 หากคุณสนใจในความสัมพันธ์แบบ inverse-square ของนิวตันเท่านั้นนั่นไม่จำเป็นต้องมีสมมติฐานเพิ่มเติมใด ๆ เกี่ยวกับการพยายามจับคู่แรงโน้มถ่วงของนิวตันκ=8πG/c4

ได้รับข้อมูล timelike เวกเตอร์ซึ่งสามารถตีความได้ว่าสี่ความเร็วของคนในครอบครัวของผู้สังเกตการณ์บางอย่างเราสามารถเขียนประมาณการเวลาเวลาของการเป็นรูปแบบเทียบเท่าของสมการสนาม Einstein, , ขณะที่ ที่คือความหนาแน่นพลังงานและเป็นค่าเฉลี่ยของความเครียดหลักเป็นวัดโดยผู้สังเกตการณ์ที่มีสี่ความเร็วUสำหรับเรื่องที่ไม่สัมพันธ์กันเงื่อนไขของความเครียดนั้นมีความสำคัญน้อยมากเมื่อเทียบกับความหนาแน่นของพลังงานR μ เข้าพบ = κ ( T μ เข้าพบ - 1uR00RμνUμมึงν=1Rμν=κ(Tμν12gμνT)ρpu

R00Rμνuμuν=12κ(ρ+3p),
ρpu

วิธีพูดถึงข้อ จำกัด ของนิวตันโดยทั่วไปคือการใช้การประมาณแบบอ่อน - ฟิลด์,กับเพื่อแสดงให้เห็นว่า ซึ่งมีรูปแบบของสมการของปัวซงสำหรับแรงโน้มถ่วงของนิวตันในแง่ของความหนาแน่นของสสารคือ{m} สำหรับอนุภาคทดสอบที่เคลื่อนที่ช้า ๆ สมการทางธรณีวิทยาจะลดสมการการเคลื่อนที่ของนิวตันลงไป: | ชั่วโมงμ เข้าพบ | 1 1gμν=ημν+hμν|hμν|1ρm2Φ=4πGρm d 2x

12κρR00=Rα0α0αΓ00α122h00,
ρm2Φ=4πGρm(1
d2xdt2=12h00=Φ.
อีกวิธีหนึ่งในการคิดเรื่องนี้คือการเขียนเวลาที่เหมาะสมของอนุภาคฟอลลิเคิลและแสดงให้เห็นว่ามันมีขนาดเท่ากับ extremizing ซึ่งเป็นการดำเนินการดำเนินการ (ต่อมวล) ของเรื่องอนุภาคแรงโน้มถ่วงของนิวตันเมื่อใดก็ตามที่ 2h00-2Φ/c2(12v2+12h00)dth002Φ/c2

คุณอาจสนใจกฎของแรงโน้มถ่วงของนิวตันที่ง่ายกว่านี้รอบตัวสมมาตรทรงกลมตามการตีความทางเรขาคณิตของความโค้งของ Ricci เป็นการเร่งความเร็วของปริมาตรของลูกบอลขนาดเล็กของอนุภาคทดสอบเริ่มต้น

และในตอนนี้ฉันคิดว่ากองกำลังอื่นอาจโค้งอวกาศด้วย (ในมิติที่สูงกว่า)

สิ่งนี้ทำเพื่อแม่เหล็กไฟฟ้าโดย Kaluza และ Klein หลังจาก GTR แต่ปรากฎว่ามันไม่ใช่วิธีที่มีประโยชน์โดยตรงที่จะคิดเกี่ยวกับกองกำลังอื่น ๆ

แต่เราสามารถคิด Riemann ความโค้งมพัทธภาพทั่วไปในขณะที่รูปแบบความโค้งของการเชื่อมต่อ Levi-Civita ในกำสัมผัสกันของนานาให้กับกลุ่มโครงสร้างn) แต่ในภาษานี้ความแรงของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นโค้งของการเชื่อมต่อกว่ากำสอดคล้องกับโครงสร้างกลุ่ม(1) กองกำลังที่ไม่ใช่แรงโน้มถ่วงอื่น ๆ จะมีการอธิบายในทำนองเดียวกันโดยทฤษฎียางมิลส์O(1,n)ieAμU(1)

กล่าวอีกนัยหนึ่งกองกำลังอื่นมีคำอธิบายอยู่แล้วซึ่งเกิดจากความโค้งไม่ใช่แค่กาลอวกาศ ดังนั้นในขณะที่แรงโน้มถ่วงแตกต่างจากพวกเขามันไม่แตกต่างกันพอที่จะพิจารณาในแง่หนึ่งว่า


ทิศทางที่แอนทายแมทเทอร์ตกอยู่ในสนามโน้มถ่วงยังไม่ได้วัดโดยตรงแม้ว่าฉันคิดว่าคนส่วนใหญ่คาดว่ามันจะตกในแบบเดียวกับของปกติ
uhoh

13

แรงโน้มถ่วงเป็นพลังสมมติจริง ๆ แล้วเหมือนกับแรงเหวี่ยง ในกรอบอ้างอิงล้มฟรีมันหายไป โดยทั่วไปความสัมพันธ์ของแรงโน้มถ่วง (GR) เป็นเพียงผลของเรขาคณิต (อนุพันธ์): ความโค้งของอวกาศ - เวลา กฎกำลังสองผกผันเป็นเพียงการประมาณพลังงานต่ำ แต่สมการที่แท้จริงสำหรับแรงโน้มถ่วงที่มาจาก GR นั้นซับซ้อนกว่านั้น ความสำเร็จที่ยิ่งใหญ่ของแรงโน้มถ่วงของนิวตันบอกเราว่ารูปแบบของแรงโน้มถ่วงใด ๆ จะต้องได้รับการประมาณโดยกฎหมายตารางผกผันแบบคลาสสิกที่พลังงานต่ำ

ไม่ว่า GR จะทำสิ่งนั้นด้วยการออกแบบ (ของ Einstein) หรืออย่างอื่นเป็นเรื่องของความเห็นส่วนตัว ไอสไตน์รู้ดีว่าเขาต้องรับแรงโน้มถ่วงของนิวตันโดยประมาณที่พลังงานต่ำดังนั้นเขาจะทิ้งหรือดัดแปลงไอเดียใด ๆ ที่ไม่ผ่านเกณฑ์นี้ อย่างไรก็ตามมีข้อโต้แย้งมาตรฐานว่าทำไมแรงโน้มถ่วงจึงต้องทำตามกฎกำลังสองของผกผันอย่างน้อยในสถานการณ์พลังงานต่ำ

ตอนนี้ใน GR มากขึ้นกว่าที่ก่อมวลเพียงเพื่อสนามแรงโน้มถ่วง ยกตัวอย่างเช่นสปินและประจุไฟฟ้าและที่สำคัญค่อนข้าง: พลังงาน (มีชื่อเสียงบอกเราว่าจะแสดงมวลเป็นพลังงานได้อย่างไร ใช่แล้วแรงและอนุภาคทั้งหมดมีส่วนทำให้เกิดแรงโน้มถ่วง แม้โฟตอนE=mc2

GR ไม่ได้ทำการคาดการณ์ (หรือข้อกำหนด) สำหรับการมีอยู่ของอนุภาคใหม่ใด ๆ นอกเหนือจากรุ่นมาตรฐานเช่น Gravitons กลศาสตร์ควอนตัมและควอนตัม (QM) เข้ากันไม่ได้อย่างมีชื่อเสียง: ในสถานการณ์ที่รุนแรงซึ่งทั้ง GR และ QM มีความเกี่ยวข้อง (ดาวนิวตรอนและการก่อตัวของหลุมดำ) พวกมันหยุดมองอย่างรวดเร็ว โดยเฉพาะ GR. "Gravitons" และการเปลี่ยนแปลงที่หลากหลายเป็นอนุภาคสมมุติฐานที่เสนอเพื่อแก้ไขปัญหานี้โดยการสร้างทฤษฎีควอนตัมของแรงโน้มถ่วง "หลักฐาน" เดียวที่เรามีสำหรับพวกเขาในขั้นตอนนี้คือทฤษฎีที่ประสบความสำเร็จอย่างมากของเราสองเรื่องเกี่ยวกับการทำงานของจักรวาล GR และ QM นั้นเข้ากันไม่ได้อย่างเจ็บปวด ดังนั้นเราจึงรู้ว่าทฤษฎีเหล่านี้มีข้อบกพร่อง (หรือที่เรียกว่าผิด) และมีความจำเป็นที่จะต้องใช้ทฤษฎีอื่นที่สามารถจัดการกับสถานการณ์เหล่านี้ได้ในขณะเดียวกันก็รวมเอาความสำเร็จทั้งหมดของ QM และ GR เข้าด้วยกัน หลังจากนั้น.

สิ่งที่ทฤษฎีนั้นเป็นพื้นที่การวิจัยอย่างต่อเนื่องและเป็นกอบเป็นกำ


นั่นหมายความว่าควอนตัมแรงโน้มถ่วงเป็นวิธีแก้ปัญหาที่ถูกต้องใช่ไหม? มีเหตุผลบางอย่างที่เชื่อว่า GR เป็นส่วนที่ต้องแก้ไขหรือไม่? ตัวอย่างเช่น GR เป็นพื้นหลังที่เป็นอิสระในขณะที่ QM ไม่ได้ขาดหลักฐาน / ปัญหาอื่น ๆ คุณจะถือว่า QM เป็นทฤษฎีที่ไม่สมบูรณ์แทนที่จะเป็น GR คุณรู้เกี่ยวกับบางสิ่งที่แสดงให้เห็นว่า GR (หรือทั้ง GR และ QM แน่นอน) เป็นทฤษฎีที่ "แตก"?
Luaan

@Luaan GR เป็นเรื่องที่น่ากลัวมาก QM มี "ปัญหา" มากมายเช่นกัน แต่ทฤษฏีนั้นสามารถปรับค่าได้และนี่ก็ช่วยแก้ไขปัญหาได้ ความแตกต่างใน GR ไม่สามารถจัดการได้ ในความหมายที่คลุมเครือทฤษฎีควอนตัมนั้นมีภูมิคุ้มกันที่แท้จริงต่อความแตกต่างที่ไม่สามารถจัดการได้ - ทุกอย่างถูกสร้างขึ้นเพื่อบรรเทาหรือไม่อนุญาต ดังนั้นจึงเป็นเรื่องธรรมดาที่จะมีแนวโน้มที่จะพยายามหาปริมาณ GR เป็นที่ทราบกันดีว่าทฤษฎีทั้งสองมีปัญหาดังนั้นทั้งสองจำเป็นต้องได้รับการแก้ไขในบางแง่มุมหรืออย่างอื่น เป็นคำถามที่สำคัญและไม่ได้รับการแก้ไขอย่างไรและในทางใด
zibadawa timmy

@zibadawatimmy .. คำถามที่โง่เง่า: ผลลัพธ์ที่แรงโน้มถ่วงไม่ทำงานเป็นกฎกำลังสองแบบผกผันในสถานการณ์พลังงานสูงได้รับการยืนยันโดยการทดลองหรือไม่? ฉันแน่ใจว่าสมการที่มีสิ่งนี้ถูกใช้ในการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ซึ่งทำให้เรามีความคิดที่ดีเกี่ยวกับกระบวนการทางกายภาพที่สร้างคลื่นความโน้มถ่วงที่ LIGO เห็น
Jack R. Woods

ผมเคยถามที่เกี่ยวข้องเล็กน้อยคำถามที่ไร้เดียงสา
uhoh

6

อย่างแรกความจริงที่ว่าแรงโน้มถ่วงตกจะปรากฏในเมตริก1/R2

ตัวชี้วัดอธิบายความโค้งของพื้นที่ สำหรับพื้นที่รอบ ๆ วัตถุที่มีขนาดใหญ่นี่คือ Schwarzchild metric

ds2=-(1-RsR)dเสื้อ2+(1-RsR)-1dR2+R2(dθ2+บาป2θ dφ2)

เห็นได้ชัดว่าหากดูเหมือนว่านี้R»Rs

ds2=-dเสื้อ2+dR2+R2(dθ2+บาป2θ dφ2)
ซึ่งเป็นตัวชี้วัดสำหรับพื้นที่ราบ อย่างมีประสิทธิภาพพื้นที่ได้รับประจบและประจบในอัตราซึ่งเป็นสี่เหลี่ยมผกผันที่คุณกำลังมองหา1/R2

แต่ Schwarzchild metric มาจากไหน มันสามารถพิสูจน์ได้ว่ามันเป็นเมตริกที่มีเอกลักษณ์เฉพาะซึ่งมีความสมมาตรทรงกลมโดยที่ไม่มีสิ่งใดที่เหมาะสม นี่เรียกว่าทฤษฎีบทของ Birkhoff

ความคิดเล็กน้อยในคำถามของคุณนั้นต้องใช้ความคิดมากกว่านี้

ฉันต้องการพูดคุยเกี่ยวกับที่มาของแรงโน้มถ่วง แต่ก่อนอื่นให้พูดคุยเกี่ยวกับความโค้ง

หากคุณต้องการวัดความโค้งของช่องว่างวิธีหนึ่งในการทำเช่นนั้นก็คือการเคลื่อนที่ในวงวนปิดบางส่วนแล้วกลับไปที่จุดเริ่มต้นของคุณ ถ้าพื้นที่นั้นโค้งคุณจะไม่หันไปในทิศทางเดียวกัน (ความคิดนี้เรียกว่าการขนส่งแบบขนาน)

การขนส่งแบบขนาน

สมมุติว่าเรากำลังเคลื่อนเวกเตอร์แทนเจนต์ขนานกันดังที่เห็นในภาพ เราได้เวกเตอร์แทนเจนต์จากอนุพันธ์ ณ จุดหนึ่ง (อนุพันธ์พิเศษเล็กน้อยที่เรียกว่าอนุพันธ์ covariant เพราะพื้นที่นั้นโค้ง) ลองหาเวกเตอร์แทนเจนต์แล้วเลื่อนไปข้างหน้าแล้วเลี้ยวซ้าย และเราลองอีกครั้งคราวนี้เลื่อนไปทางซ้ายแล้วส่งต่อ เราจบจุดเดียวกันทั้งสองวิธี แต่เหมือนในภาพอนุพันธ์จะแตกต่างกันในบางทาง เราสรุปสิ่งนี้กับ commutator (โดยที่คืออนุพันธ์ covariant) อย่างนั้นD

[Dμ,Dν]=DμDν-DνDμ0
โดยทั่วไปแล้วหมายถึง "การทำแบบนี้ไม่เหมือนกับการทำแบบอื่น"

ทีนี้ลองกลับมาอีกหน่อยแล้วพูดถึงวิธีที่แม่เหล็กไฟฟ้าและแรงอื่น ๆ ถูกพูดถึงกันโดยใช้ทฤษฎีสนามควอนตัม

เราอธิบายทฤษฎีในแง่ของลากรองจ์สำหรับเฟอร์มิออน (เช่นอิเล็กตรอน) ดูเหมือนว่านี่

L=ψ¯(ผมγμDμ-ม.)ψ

หากฉันรับฟิลด์และให้การแปลง ดังนั้นลากรองจ์จะยังคงไม่เปลี่ยนแปลง ประเภทของการเปลี่ยนแปลงนี้เป็นกลุ่มที่เรียกว่า(1) เราบอกว่าลากรองจ์มีสมมาตรโปรดสังเกตว่านี้อยู่ที่นั่นอีกครั้งหรือไม่ มันก็เหมือนกันอนุพันธ์ covariant ตรงนี้ใน QED เช่นกัน เราสามารถลองเปลี่ยนคอมมิเตเตอร์อีกครั้งψ

ψψ'=อีผมξ(x)ψ
ยู(1)ยู(1)Dμ

[Dμ,Dν]=-ผมFμνψ
โดยที่
Fμν=μAν-νAμ

จากนี้เราจะสร้าง QED ที่สมบูรณ์ (ทฤษฎีควอนตัมของไฟฟ้ากระแส) ลากรองจ์

L=ψ¯(ผมγμDμ-ม.)ψ-14FμνFμν

อย่าจมดิ่งลงไปในคณิตศาสตร์ จุดนี้ง่ายมาก ดู ? มันเป็นสนามใหม่เราต้องแนะนำมันเพื่อให้สิ่งต่าง ๆ ทำงานได้ ใน QED ฟิลด์นี้สอดคล้องกับโฟตอน (อนุภาคคือควอนตัมของสนามเช่นการชนขนาดเล็กในสนาม) เรามีที่จะแนะนำก็เพราะเรามีความโค้ง ฉันจะรู้ได้อย่างไรว่าเรามีความโค้ง เพราะอนุพันธ์โควาเรียนท์ไม่ได้เดินทางเช่นเดียวกับใน GR ข้างต้น คราวนี้ความโค้งนั้นไม่ได้เป็นพื้นที่ฟิสิคอลวัตถุที่เป็นนามธรรมเรียกว่าชุดมาตรวัด U ( 1 )Aμยู(1)

ดังนั้นคุณจะถูกทางเมื่อคุณพูดว่ากองกำลังอื่นอาจโค้งพื้นที่ มันเป็นเรื่องที่ดีที่แรงโน้มถ่วงโค้งเวลาว่างร่างกายและจินตนาการง่ายสำหรับกองกำลังอื่นมันไม่ง่ายในการถ่ายภาพแม้ว่ามันจะเป็นพื้นฐานเดียวกัน

อย่างไรก็ตามกลับไปที่ GR

ถ้าคุณต้องการภาพที่เต็มไปด้วยแรงโน้มถ่วงของไอน์สไตน์คุณทำคณิตศาสตร์และมาถึงสิ่งที่เรียกว่าแอ็คชั่นของไอน์สไตน์ - ฮิลแบร์ต (การกระทำนั้นเป็นส่วนสำคัญของลากรองจ์) วัตถุที่เป็นระเบียบ

R

S=Rก. d4x
โดยที่มา (มากหรือน้อย) จาก Commutator ของอนุพันธ์ covariant ที่เราเห็นอยู่ด้านบน เมื่อพูดถึง QED ฉันได้แปรงความจริงที่ว่ามันเป็นทฤษฎีควอนตัม (เป็น) อย่างไรก็ตามการกระทำ EH นี้ไม่ได้อธิบายทฤษฎีควอนตัม ดังนั้นคุณอาจพูดว่าทำให้มันเป็นหนึ่ง! รอสักครู่เพราะมันใช้งานไม่ได้จริง ๆ ปัญหาคือสิ่งที่เรียกว่า renormalisability - QED นั้นคือ renormalisable, GR ไม่ใช่ นี่คือรากของความไม่ลงรอยกันระหว่าง GR และทฤษฎีสนามควอนตัม ถ้าเราสามารถดำเนินการอนุภาค qunatum ผลลัพธ์จะเป็น graviton คุณมีสิทธิ์ที่จะสงสัยการมีอยู่ของพวกเขาในขณะที่พวกเขายังไม่ได้สังเกตเห็น ...R

สองสิ่งเดียวกัน

เราเห็น QED ซึ่งทำลายอนุภาคของแสงโฟตอน พวกมันถูกคำนวณ จากนั้นเราเห็นว่าในหลาย ๆ วิธี GR และ QED มีความคล้ายคลึงกันมาก เราไม่สามารถหาปริมาตร GR ได้อย่างเหมาะสม แต่ถ้าเราทำได้เราก็อยากได้ gravitons เหมือนโฟตอนที่โผล่ออกมาใน QED ความเป็นคู่ระหว่าง QED (และทฤษฎีมาตรวัดอื่น ๆ , QCD, ฯลฯ ) มีความชัดเจนซึ่งทำให้ผู้คนจำนวนมากเชื่อว่าน่าจะมี Gravitons แม้ว่าพวกเขาจะยังไม่ได้รับการสังเกตหรือไม่ได้สูตรอย่างสม่ำเสมอ

หมายเหตุเกี่ยวกับทฤษฎีอื่น ๆ

มีหลายทฤษฎีที่มี Gravitons มาจากหลักการแรกโดยไม่มีปัญหาเกี่ยวกับความผิดปกติ, ทฤษฎีสตริงหรือ supergravity เป็นต้น

หมายเหตุเกี่ยวกับข้อผิดพลาดในข้างต้น

ขอโทษฉันเหนื่อยและเที่ยว โปรดชี้พวกเขาหากคุณพบพวกเขา!

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.