Отиди на
Форум "Наука"

Нереалната Теория на Относителността


Recommended Posts

  • Глобален Модератор
Публикува
Преди 12 минути, Шпага said:

Но по твоята логика всичките тези учени, които правят експериментите, са абсолютни глупаци - именно защото правят такива експерименти. Според теб, ако бяха достатъчно умни, те трябваше да приемат безрезервно, че няма никакъв смисъл да правят експерименти, които предварително и със стопроцентова сигурност са обречени на неуспех. Така ли?

https://nauka.offnews.bg/news/Novini_1/Postignata-e-skorost-v-goreshta-plazma-nadvishavashta-skorostta-na-sv_169970.html

Къде видя такава логика? Аз на кого непрекъснато повтарям, че експериментът е единственият съдник дали една теория е верна или не? Всички въпроси - ама постулатът не ми харесва, ама то може да се интерпретира другояче, се разрешават чрез експериментите. И това което можем да правим тук е, след като експериментите са дали такива резултати, каква картина на света може да се изгради от това?

Ми огледай се, непрекъснато се правят и повтарят в различни условия експерименти за да се проверят всякакви аспекти от една или друга теория. Ей на, последното дето дискутирахме, дали античастиците се привличат или отблъскват, независимо от теорията. Всяко предсказание на теорията трябва да се провери, ако има техническа възможност за това, иначе винаги остава съмнение. Съжалявам, не си разбрала много от обясненията ми...

А линкът който си дала е имено едно прибързано интерпретиране на резултатите. Още преди 15-тина години бяха получени сходни резултати, доколкото помня в рубидиеви пари, тогава измерванията показваха, че лазерният лъч напуска обема на парите почти в същият момент в който същият лъч попада на входа на този обем, т.е. скоростта на светлината многократно се надвишава. И тогава един учен лазерджия им отвори очите на хората. Не помня вече статията, но обяснението е твърде елементарно за да не е верно, даже в Уикипедията имаше статия по въпроса. Това, разбира се, не пречи и други физици да се пробват и пак да получават същият резултат :)

  • Мнения 1,4k
  • Създадено
  • Последно мнение

ПОТРЕБИТЕЛИ С НАЙ-МНОГО ОТГОВОРИ

  • Потребител
Публикува
Преди 28 минути, scaner said:

Аз се опитвам да вървя по път, който определено дава резултати.

Колега, колкото ти си убеден, че СТО е вярна, аз съм толкова убеден, че тя е грешна.
Имам и доказателства за това и ти няма как да ми смениш убеждението. Това да знаеш.

Също така знай, че твоите обиди в моменат предимно ме забавляват. Не го казвам, за да
те ядосвам, а за да ти кажа какъв е реалният ефект от тях.

Битките тук ми допадат и ще продължавам да се въвличам в тях. Обидите не ми пречат. 😎

  • Харесва ми! 2
  • Потребител
Публикува
Преди 2 минути, Донкихот said:

Атмосферата на земята не увлича изцяло светлината или радиовълните ...

Тук се разминаваме. 😎

  • Потребител
Публикува (edited)
Преди 1 час, tantin said:

Всички тези теории се свеждат към геометричното представяне на изкривяванията в пространството. Чрез тях ние визуализираме територията в която се подвизават вълновите функции.

Обаче едно е да запишеш интеграл на затворено пространство =1 . А друго е да опишеш всевъзможните траектории по които бяга впримчения електрон.

На ниво ядро нещата стават дори много по- комплицирани. Интуитивно е че това усукване на пространството зависи от енергиите. Стринговите теории вкарват това понятие стринг - обаче в реалността стринг няма, имаш затворен контур по който стават процесите, обикаля вълновата функция.  Стринговите представяне прави визуализацията дори по-сложни и объркана отколкото чисто математическото описание с пси.  Отделно че разработчиците на стринговите теории са се хванали за гушите и не могат да се разберат колко са им дименсиите.

Абсолютно всичко може да се визуализира по някакъв начин, дори и неопределеностите - представяни са ту като по-тъмни при по-голямата вероятност за наличие на частицата и по-светли при по-малка вероятност места в пространството, ту чрез други, повече или по-малко удачни визуални начини. Геометрията е основата на човешкото възприятие - за нас всичко е линии, форми, размери, отстояния и го има дори при хората с увредено зрение по рождение (дори и те усещат отстояния и могат да измерват груби очертания на неща чрез брой направени крачки, педи и други незрителни способи).

Всичко в крайна сметка достига до условно статични и конкретни форми, подобно на едно наглед неподвижно според рибите в него езеро, въпреки бурните движения на водните молекули на микроскопични нива. Но все пак това не е пълен хаос и тотална неопределеност, защото все пак се формира стабилно в макромащаб и наглед спокойно езеро, а не езерото всяка минута да мени размерите си, местоположебието си, да е съставено ту от вода, ту от стомана и всякакъв друг непредвидим хаос.

Ако приемеш електрона като поле (електронно според КМ, което би могло да е съставно - породено от взаимодействия на няколко други полета) и да се проявява като часица, със засилени вероятности в силно ограничена област само при взаимодействие на електронното поле с фотонно поле ("удар" на "електрона" от фотон) - може да се състави коректна визуализация на "множество траектории едновременно на един и същи електрон". Полето е много по-пространно от частица-точка и дори електричното поле на електрона се регистрира на някакво разстояние, по-голямо от точка.

Засега ми се струва, че всичко е полета (повече от едно), които взаимодействат по множество начини и много бързо, с много голяма честота - непрекъснато трептят, страшно бързо. Дори пространство-времето би могло да е поле, макар и много различно от всички останали. Това скоростно трептене и преплитане на множество полета създава учасъци в полето-пространство-време, които ние наричаме или точкови частици, или едномерни струни, или примки, или туистори, в зависимост от математическите, теоретичните пособи, които се опитваме да използваме.

Ето нещо за туисторите: "

Физика - теория на твистора

На тази страница определихме „разстоянието“ като √ (-Δt²+Δx²+Δy²+Δz²), което направи правоъгълната координатна система (t, x, y, z) много странна. Например, всички точки на нулевия конус са на нулево разстояние от върха, но тези точки не са непременно нулево разстояние една от друга.

Пространството на Минковски М Twister Space PN
пространство на минковски

twister пространство

Един възможен начин за анализ на такова пространство може да бъде картографирането му в друго пространство без такива проблеми.

Възможните пространства, които бихме могли да картографираме, са:

На тази страница ще обсъдим twister space Вижте Роджър Пенроуз - Пътят към реалността глава 33 (книжарница в долната част на страницата).

Картографирането на twister пространството картира светлинните лъчи към точки, това може да се очаква, тъй като има нулево разстояние между пространствено -времевите „точки“ на светлинния лъч.

След това картира събития от точка в пространството на Минковски до сфера в твистерно пространство. След това можем да видим как лъчите на светлинния конус могат да бъдат на нулево разстояние от себе си и от събитие, но ненулево разстояние от други светлинни лъчи, които пресичат събитието.

Или, казано обратното, събитията се състоят от набор от точки, представляващи участващите светлинни лъчи. Така че нулевият конус е сфера, състояща се от всички възможни светлинни лъчи, които биха могли да се пресичат със събитието."

Physics - Relativity Special - Twistor Theory - Martin Baker (euclideanspace.com)

Редактирано от Станислав Янков
  • Глобален Модератор
Публикува (edited)
Преди 13 минути, gmladenov said:

Колега, колкото ти си убеден, че СТО е вярна, аз съм толкова убеден, че тя е грешна.

Разликата между нас двамата е малка, но адски съществена. Зад моята убеденост стоят всичките налични експерименти, дето потвърждават теорията, а за твтоята е едно пробито канче с предразсъдъци, от които не се вижда по-далеч от носа. Схващаш ли по какво се различава убедеността ни?

 

Преди 13 минути, gmladenov said:

Имам и доказателства за това и ти няма как да ми смениш убеждението. Това да знаеш.

Нямаш абсолютно никакви доказателства, а самозаблудите не може да са такива. Не се опитвам да ти сменя убежденията, само се опитвам да ги осмея. И се получава добре :)

Преди 13 минути, gmladenov said:

Също така знай, че твоите обиди в моменат предимно ме забавляват.

Знам, знам. Така се случва, когато не текат нервни импулси. Майна, предразсъдъците убиват и изсушават всичко по пътя си. Не че ще го разбереш, минал си отвъд прага.

Преди 13 минути, gmladenov said:

Битките тук ми допадат и ще продължавам да се въвличам в тях. Обидите не ми пречат.

Е, и нищо ново няма да научиш. Светът ще остане затворен за тебе, но сам си го избираш. Затова ще продължаваш да си ми удобно пособие за демонстрация :)

Ти добре попадаш в понятието "офисен планктон", по повечето проявени характеристики...

Редактирано от scaner
  • ХаХа 1
  • Потребител
Публикува
Преди 8 минути, Станислав Янков said:

Физика - теория на твистора

Браво, колега. След теорията на стружките, сега минаваш към теорията на твистора.
В моите очи ти си един титан на мисълта.

  • Потребител
Публикува
Преди 15 минути, scaner said:

Къде видя такава логика? Аз на кого непрекъснато повтарям, че експериментът е единственият съдник дали една теория е верна или не? Всички въпроси - ама постулатът не ми харесва, ама то може да се интерпретира другояче, се разрешават чрез експериментите. И това което можем да правим тук е, след като експериментите са дали такива резултати, каква картина на света може да се изгради от това?

Ми огледай се, непрекъснато се правят и повтарят в различни условия експерименти за да се проверят всякакви аспекти от една или друга теория. Ей на, последното дето дискутирахме, дали античастиците се привличат или отблъскват, независимо от теорията. Всяко предсказание на теорията трябва да се провери, ако има техническа възможност за това, иначе винаги остава съмнение. Съжалявам, не си разбрала много от обясненията ми...

А линкът който си дала е имено едно прибързано интерпретиране на резултатите. Още преди 15-тина години бяха получени сходни резултати, доколкото помня в рубидиеви пари, тогава измерванията показваха, че лазерният лъч напуска обема на парите почти в същият момент в който същият лъч попада на входа на този обем, т.е. скоростта на светлината многократно се надвишава. И тогава един учен лазерджия им отвори очите на хората. Не помня вече статията, но обяснението е твърде елементарно за да не е верно, даже в Уикипедията имаше статия по въпроса. Това, разбира се, не пречи и други физици да се пробват и пак да получават същият резултат :)

Не си ме разбрал въпреки че съвсем ясно се изразих. Но нека спрем дотук.

  • Потребител
Публикува
Преди 23 минути, gmladenov said:
Преди 26 минути, Донкихот said:

Атмосферата на земята не увлича изцяло светлината или радиовълните ...

Тук се разминаваме.

Ти имаш ли доказателства че не е така, ако имаш може да ги покажеш, нещо като опит направен и доказващ че светлината напълно се увлича от атмосферата на земята.

  • Потребител
Публикува (edited)
Преди 39 минути, gmladenov said:

Браво, колега. След теорията на стружките, сега минаваш към теорията на твистора.
В моите очи ти си един титан на мисълта.

Мерси! След като има един титан на застоя (ти), не е зле да има и един титан на мисълта (аз, по собственото ти определение). Търся повече детайли и за примковата квантова гравитация, макар досега да съм намерил само това (времето хронично не ми достига :Laie_34:

Статьи и обзоры → Квантовая гравитация (modcos.com)

Редактирано от Станислав Янков
  • Потребител
Публикува
Just now, Ниkи said:

 

Донкихоте, сакън, недей. Не пали Младенов на тази тема, че ще ни върне една година назад във времето. Сега ще се почнат едни аберации, едно чудо... :) 

Нищо лошо няма, таман и тантума да види и каже, струва ми се разумен диспут ще стане, а не само заяждане😀

  • Глобален Модератор
Публикува
Преди 32 минути, Донкихот said:

Ти имаш ли доказателства че не е така, ако имаш може да ги покажеш, нещо като опит направен и доказващ че светлината напълно се увлича от атмосферата на земята.

От къде ще има? Не, просто така му се струва, и това за него е безпрекословно доказателство :) Всичко друго бледнее пред такива представи...

Докато в реалният свят още от преди 90 години има доказателства за обратното. Но какво е реалният свят за Младенов, като може да си измисля каквото му харесва?

  • Потребител
Публикува
Преди 3 минути, scaner said:

От къде ще има? Не, просто така му се струва, и това за него е безпрекословно доказателство :) Всичко друго бледнее пред такива представи...

Докато в реалният свят още от преди 90 години има доказателства за обратното. Но какво е реалният свят за Младенов, като може да си измисля каквото му харесва?

Чакай да го видим, ти веднага палиш с нападките си. 

  • Потребител
Публикува
Преди 7 минути, Донкихот said:

Нищо лошо няма, таман и тантума да види и каже, струва ми се разумен диспут ще стане, а не само заяждане😀

Да не губиш време - ето ти "разясненията" за парадоксите на аберациите (светът на Младенов е съставен от безброй парадокси, вина за което носи лично Айнщайн, плюс всичките му глупави следовници - такива като мен): 

 

  • Благодаря! 1
  • Потребител
Публикува
Преди 10 минути, Станислав Янков said:

Да не губиш време - ето ти "разясненията" за парадоксите на аберациите (светът на Младенов е съставен от безброй парадокси, вина за което носи лично Айнщайн, плюс всичките му глупави следовници - такива като мен): 

 

После ще ги видя, не ме претрупвай с информация че ще вземе да ми изгори чипът 😀 сега да разясним този спор най напред. А ето и още по подробна информация за опита на физо от руската уикипедия за тези които не са наясно. опит на физо

  • Потребител
Публикува

Младенов, ето извадка цитат от руската педия за опита на физо, в която се казва следното:  "" Когда он повторил эксперимент с воздухом вместо воды, то не заметил никакого эффекта. ""

Как ще го коментираш?

  • Потребител
Публикува
Преди 13 минути, Донкихот said:

Чакай да го видим, ти веднага палиш с нападките си. 

Колега, нали знаеш, че след опита на Майкелсон и Морли (ММ) най-сериозно е поставена за
обсъждане хипотезата за пълно увличане на етъра от земята.

Според формулата на Френел, оптически среди като вода увличат етъра само частично.
Но според опита на ММ излиза, че имаме пълно увличане на етъра от земята.

Хипотеза за пълно увличане е отхвърлена заради други доказателства, които и противоречат.
Фактът е, обаче, че тя е разглеждана ... защото нулевият резултат от опита на ММ дефакто
я потвърждава.

Значи може да се приеме, че резултатът на ММ се дължи на пълно увличане от светлината.
Въпросът е на какво се дължи това пълно увличане.

Дали светлината се увлича от етъра (който на своя страна се увлича от земята) ... или пълното
увличане се дължи на нещо друго - като например атмосферата на земята.

Сегашната физика не приема обяснението, че резултатът на ММ се дължи на пълно увличане
на светлината от атмосферата ... а то в същност напълно би обяснило опита на ММ.

  • Глобален Модератор
Публикува (edited)
Преди 11 минути, gmladenov said:

Сегашната физика не приема обяснението, че резултатът на ММ се дължи на пълно увличане
на светлината от атмосферата ... а то в същност напълно би обяснило опита на ММ.

Е как да го приеме, след като експериментът го отхвърля?

Какзва ти човекът по-горе - водата увлича частично светлинта, експеримент с въздух показва че липсва всякакво увличане.  Как тогава атмосферата ще я увлича пълно?

Ти къде виждаш някакво обяснение на всичко тогава? Как изобщо може да ти хрумне такава боза?

Редактирано от scaner
  • Харесва ми! 1
  • Потребител
Публикува (edited)
Преди 25 минути, Донкихот said:

Младенов, ето извадка цитат от руската педия за опита на физо, в която се казва следното:  "" Когда он повторил эксперимент с воздухом вместо воды, то не заметил никакого эффекта. ""

Как ще го коментираш?

Това много просто се обяснява. Опитът на Физо дава резултат с вода, защото водата забавя
скоростта на светлината с 30%. Въздухът я забавя с 1%, че и по-малко.

За да измериш "увличане" на светлината от въздух, ти трябват ветрове със скорост хиляди
километра ... в секунда. За сравнение, скоростта на ураганите е по-малка от 200 км ... в час.

Значи някой като измисли аеро-тунел със скорост хиляди километри в секунда ... тогава ще
говорим дали въздуха увлича светлината. Дотогава такива разговори са несериозни.

Принципно, опити като този на Физо имат дърварска прецизност и техните резултати не могат
да се приемат за точни.

Ето го какъв е принципът на действие на опита на Физо:

light-fizeau1.png.acf2470f321e168b75f2d3ef60c9a1cf.png

Течашата вода променя пътя на светлината и затова имаш "увличане".

Нека сме наясно, че водата не разтваря светлината и така да я носи ... а "увличането" идва от
промяната на пътя на светлината в различните посоки, дължащо се на течащата вода.

Проблемът е, че промяната на пътя на светлината в опита на Физо се измерва в под-микронни
дължини. Значи говорим за 1/100000 от милиметър (0,00001 мм). Освен това водата в тръбата
се завихря; тя не тече "монолитно".

По тези причини, опитът на Физо нямам как да е точен. Няма как да контролираш скоростта на водата
с точност до хилядни от милиметъра ... и съответно няма как да получиш точни резултати. Това е истината.

Мислил съм ги нещата и знам, че ако някой извади за пример опита на Физо, той не разбира какви са
недостатъците на този опит ... и че резултатите от този опит дефакто нищо не значат.

Редактирано от gmladenov
  • Потребител
Публикува

Атоми на пространството и времето

Ако невероятната теория за квантовата гравитация на веригата е правилна, тогава пространството и времето, които възприемаме като непрекъснати, всъщност се състоят от дискретни частици. От древни времена някои философи и учени са допускали, че материята може да се състои от малки атоми, но до преди 200 години малцина са вярвали, че съществуването им може да бъде доказано. Днес наблюдаваме отделни атоми и изучаваме частиците, които ги изграждат. Зърнестата структура на материята вече не е нова за нас.

  През последните десетилетия физиците и математиците си задават въпроса: пространството съставено ли е от дискретни части? Наистина ли е непрекъснат или е по -скоро като парче плат, изтъкано от отделни влакна? Ако можехме да наблюдаваме изключително малки обекти, щяхме ли да видим атомите на пространството, неделими малки частици по обем? Но какво да кажем за времето: промените в природата протичат гладко или светът се развива с малки скокове, действайки като компютър?

  През последните 16 години учените забележимо се приближиха до отговорите на тези въпроси. Според теория със странното име „контурна квантова гравитация“, пространството и времето всъщност се състоят от дискретни части. Изчисленията, извършени в рамките на тази концепция, описват проста и красива картина, която ни помага да обясним мистериозните явления, свързани с черните дупки и Големия взрив. Но основното предимство на споменатата теория е, че вече в близко бъдеще нейните прогнози могат да бъдат проверени експериментално: ние ще открием атомите на космоса, ако те наистина съществуват.

Кванти

Заедно с моите колеги разработихме теорията на квантовата гравитация на цикъла (LQG) в опит да развием дългоочакваната квантова теория на гравитацията. За да обясня изключителното значение на последното и връзката му с дискретността на пространството и времето, трябва да разкажа малко за квантовата теория и теорията на гравитацията.

  Появата на квантовата механика през първата четвърт на ХХ век. беше свързано с доказателството, че материята е изградена от атоми. Квантовите уравнения изискват определени количества, като енергията на атома, да приемат само определени дискретни стойности. Квантовата механика описва точно свойствата и поведението на атомите, елементарните частици и силите, които ги свързват. Най -успешната квантова теория в историята на науката стои в основата на нашето разбиране за химия, атомна и субатомна физика.

  През същите десетилетия, когато се ражда квантовата механика, Алберт Айнщайн развива обща теория на относителността, която е теорията на гравитацията. Според нея силата на гравитацията възниква в резултат на огъването на пространството и времето (които заедно образуват пространство-време) под въздействието на материята.

02042011_1.jpg Представете си тежка топка, поставена върху гумен лист и малка топка, която се търкаля близо до голяма. Топките могат да се разглеждат като Слънцето и Земята, а листата като пространство. Тежка топка създава вдлъбнатина в гумения лист, по наклона на която по -малката топка се търкаля към по -голямата, сякаш някаква сила - гравитация - я дърпа в тази посока. По същия начин всяка материя или сноп енергия изкривява геометрията на пространството-време, привличайки частици и светлинни лъчи; наричаме това явление гравитация.

  Отделно квантовата механика и общата теория на относителността на Айнщайн са потвърдени експериментално. Никога обаче не е имало случай, при който и двете теории да могат да бъдат тествани едновременно. Въпросът е, че квантовите ефекти са забележими само в малък мащаб и са необходими големи маси, за да станат забележими ефектите от общата теория на относителността. Комбинирането на двете условия е възможно само при някои извънредни обстоятелства.

  В допълнение към липсата на експериментални данни, има огромен концептуален проблем: общата теория на относителността на Айнщайн е напълно класическа, т.е. не-квантов. За да се осигури логическата цялост на физиката, е необходима квантова теория на гравитацията, комбинираща квантовата механика с общата теория на относителността в квантова теория на пространството-време.
  Физиците са разработили много математически процедури за трансформиране на класическата теория в квантова теория. Много учени напразно се опитват да ги приложат към общата теория на относителността.

 Изчисленията, извършени през 60 -те и 70 -те години, показват, че квантовата механика и общата теория на относителността не могат да се комбинират. Изглежда, че ситуацията може да бъде спасена само чрез въвеждането на напълно нови постулати, допълнителни частици, полета или обекти от различен вид. Екзотичността на единната теория трябва да се прояви само в тези изключителни случаи, когато както квантово-механичните, така и гравитационните ефекти стават значителни. В опитите за постигане на компромис се раждат такива направления като теория на твистора, некомутативна геометрия и супергравитация.

ОСНОВНИ ПРОБЛЕМИ НА КВАНТОВАТА ГРАВИТАЦИЯ

Не толкова много години се смяташе, че няма квантова теория на гравитацията и е далеч от откриването си. Въпреки че няколко души са работили по проблема с квантовата гравитация от 50 -те години на миналия век, до началото на седемдесетте години не е постигнат голям напредък, освен техническите резултати, които изключват няколко подхода.

Те включват стандартни пертурбативни подходи, които се опитват да основават квантовата гравитация на теорията на смущенията на Фейнман за гравитационни режими под формата на $$ g _ {\ mu \ nu} = \ eta _ {\ mu \ nu} + h _ {\ mu \ nu} ~~ ~~~~~~~~ (1) $$ Тук $ h _ {\ mu \ nu} $ се счита за малко смущение върху плосък фон $ \ eta _ {\ mu \ nu} $. Установено е, че всички подобни подходи за квантоване на общата теория на относителността се провалят в някои ниски порядки на теорията на смущенията, което води до пертурбативно ненормализируеми теории.

Правени са различни опити да се спаси ситуацията на нивото на разлагане във формата (1) и всички те се провалят. Например, можете да добавите термини в зависимост от квадрата на кривината към действието на Айнщайн; тогава важи пертурбативната пренормируемост, но с цената на пертурбативна унитарност. Същото важи и при опит за въвеждане на допълнителни степени на свобода, като динамично усукване или неметричност.

Във всеки случай човек успява да изгради теория, която е пертурбативно ренормируема или пертурбативно унитарна, но не и теория, която има и двете свойства. Правени са различни опити за конструиране на алтернативни декомпозиции, като $ 1 / N $ разлагане, $ 1 / D $ разлагане, използване на механизма на Lee-Wick и т.н. (Ако читателят не знае какви са, не е нужно да се притеснява, те не работят!) Имаше кратък период на ентусиазъм за супергравитацията, но след известно време беше осъзнато, че съдбата на теориите за супергравитацията е същата, когато се интерпретират пертурбативно.

  Теорията на струните е много популярна сред физиците, според която освен трите добре известни пространствени измерения има още шест или седем, които никой не е успял да забележи досега. Теорията на струните също предсказва съществуването на много нови елементарни частици и сили, чието присъствие никога не е било потвърждавано чрез наблюдение. Някои учени смятат, че тя е част от т. Нар. М-теория, но за съжаление все още не е предложено точно определение. Затова много експерти са убедени, че трябва да се проучат наличните алтернативи. Нашата циклична квантова теория на гравитацията е най -напредналата от тях.

Голяма вратичка

В средата на 80-те години. заедно с Abhay Ashtekar, Ted Jacobson и Carlo Rovelli, решихме отново да се опитаме да комбинираме квантовата механика и общата теория на относителността, използвайки стандартни методи. Факт е, че една важна вратичка остава в отрицателните резултати, получени през 70 -те години на миналия век: при изчисленията се приема, че геометрията на пространството е непрекъсната и гладка, колкото и подробно да я изучаваме. По същия начин хората са разглеждали материята преди откриването на атомите.

  И така, решихме да изоставим концепцията за гладко непрекъснато пространство и да не въвеждаме никакви хипотези, с изключение на добре проверените експериментални разпоредби на общата теория на относителността и квантовата механика. По -конкретно, нашите изчисления се основават на два ключови принципа на теорията на Айнщайн.

  Първият от тях - независимостта от околната среда - обявява, че геометрията на пространството -време не е фиксирана, а е променяща се, динамична величина. За да се определи геометрията, е необходимо да се решат редица уравнения, които отчитат влиянието на материята и енергията. Между другото, съвременната струнна теория не е независима от средата: уравненията, описващи струните, са формулирани в определено класическо (т.е. не-квантово) пространство-време.
  Вторият принцип, наречен "диффеоморфна инвариантност", казва, че сме свободни да избираме всяка координатна система, за да картографираме пространството-време и да изграждаме уравнения. Точка в пространството-време се определя само от събитията, които физически се случват в нея, а не от нейната позиция в някаква специална координатна система (няма специални координати). Дифеоморфната инвариантност е изключително важна фундаментална позиция на общата теория на относителността.

  Чрез внимателно комбиниране на двата принципа със стандартни методи на квантовата механика, ние разработихме математически език, който ни позволи да извършим необходимите изчисления и да разберем дали пространството е дискретно или непрекъснато. За наша радост, от изчисленията следва, че пространството се квантува! Ето как поставихме основите на теорията за квантовата гравитация на контура. Между другото, терминът "loopback" е въведен поради факта, че някои изчисления използват малки цикли, разпределени в пространство-време.
  Много физици и математици са проверили нашите изчисления, използвайки различни методи. С годините теорията на квантовата гравитация на цикъла се засили благодарение на усилията на учени по целия свят. Свършената работа ни позволява да се доверим на картината на пространството-време, която ще опиша по-долу.

  Нашата квантова теория се занимава със структурата на пространството-време в най-малките скали и за да я разберем, е необходимо да разгледаме нейните прогнози за малка площ или обем. Когато се занимавате с квантова физика, е важно да определите кои физически величини трябва да бъдат измерени. Представете си определена област, обозначена с границата В, която може да бъде определена от материален обект (например чугунена обвивка) или директно от геометрията на пространството-време (например хоризонт на събитията в случай на Черна дупка). Какво се случва, когато измерваме обема на описаната площ? Какви са възможните резултати, приети както от квантовата теория, така и от диффеоморфната инвариантност? Ако геометрията на пространството е непрекъсната, тогава разглежданият регион може да има всякакъв размер, а обемът му може да се изрази с всяко реално положително число,по -специално, произволно близо до нула. Но ако геометрията е гранулирана, тогава резултатът от измерването може да принадлежи само към дискретен набор от числа и не може да бъде по -малък от определен минимален възможен обем. Нека си припомним каква енергия може да притежава електрон, въртящ се около атомно ядро? В рамките на класическата физика - всякаква, но квантовата механика допуска само определени, строго фиксирани дискретни стойности на енергията. Разликата е същата като тази между измерването на обема на течността, която образува непрекъснат поток (от гледна точка на учените от 18 век), и определянето на количеството вода, чиито атоми могат да бъдат преброени.Нека си припомним каква енергия може да притежава електрон, въртящ се около атомно ядро? В рамките на класическата физика - всякаква, но квантовата механика допуска само определени, строго фиксирани дискретни стойности на енергията. Разликата е същата като тази между измерването на обема на течността, която образува непрекъснат поток (от гледна точка на учените от 18 век), и определянето на количеството вода, чиито атоми могат да бъдат преброени.Нека си припомним каква енергия може да притежава електрон, въртящ се около атомно ядро? В рамките на класическата физика - всякаква, но квантовата механика допуска само определени, строго фиксирани дискретни стойности на енергията. Разликата е същата като тази между измерването на обема на течността, която образува непрекъснат поток (от гледна точка на учените от 18 век), и определянето на количеството вода, чиито атоми могат да бъдат преброени.

  Според теорията на квантовата гравитация на контура, пространството е като атомите: числата, получени чрез измерване на обема, образуват дискретно множество, т.е. силата на звука се променя на отделни порции. Друга величина, която може да бъде измерена, е площта на границата В, която също се оказва дискретна. С други думи, пространството не е непрекъснато и се състои от определени квантови единици за площ и обем.

  Възможните стойности на обем и площ се измерват в единици, получени от дължината на Планк, която е свързана със силата на гравитацията, величината на квантите и скоростта на светлината. Дължината на дъската е много малка: 10 -33 см; той определя мащаба, при който геометрията на пространството вече не може да се счита за непрекъсната. Най -малката възможна ненулева площ е приблизително равна на квадрата на дължината на Планк, или 10 -66 cm 2 . Най -малкият възможен ненулев обем е кубът с дължина на Планк или 10 -99 см 3 . Така, според теорията, всеки кубичен сантиметър пространство съдържа приблизително 10 99атоми по обем. Квантът на обема е толкова малък, че има повече такива кванти в кубичен сантиметър, отколкото има кубични сантиметри във видимата Вселена (10 85 ).

Спин мрежи

02042011_8.jpgКакви са квантите за обем и площ? Възможно ли е пространството да се състои от огромен брой малки кубчета или сфери? Не, не е толкова просто. Ние изобразяваме квантовите състояния на обем и площ под формата на диаграми, които не са лишени от особена красота. Представете си пространство, което има форма на куб. На диаграмата ние го изобразяваме като точка, представляваща обем, с шест линии, простиращи се от нея, всяка от които изобразява една от граните на куба. Числото до точката показва размера на обема, а цифрите до редовете показват площта на съответните лица.

  Поставете пирамида върху куба. Нашите многогранници имат общо лице и те трябва да бъдат изобразени като две точки (два тома), свързани с една от линиите (лицето, което свързва обемите). Кубът има пет свободни лица (пет линии), а пирамидата има четири (четири линии). По подобен начин може да бъде изобразена всяка комбинация от различни многогранници: обемните многогранници стават точки или възли, а плоските лица се превръщат в линии, свързващи възли. Математиците наричат тези диаграми графики.

  В нашата теория ние изхвърляме чертежи на многогранници и оставяме само графики. Математиката, описваща квантовите състояния на обем и площ, ни предоставя набор от правила за това как линиите могат да свързват възли и какви числа могат да бъдат разположени на различни места в диаграмата. Всяко квантово състояние съответства на една от графиките, а всяка графика, която отговаря на правилата, съответства на квантово състояние. Графиките са удобен стенограм за възможните квантови състояния на пространството.

  Диаграмите са много по -подходящи за представяне на квантовите състояния, отколкото многогранниците. По -специално, някои графики са свързани по толкова странни начини, че е невъзможно точно да се трансформират в модел на многогранници. Например, в случаите, когато пространството е извито, е невъзможно да се изобразят многогранници, които се вписват правилно, но изобщо не е трудно да се начертае графика и да се използва за изчисляване на това колко е изкривено пространството. Тъй като изкривяването на пространството създава гравитацията, диаграмите играят огромна роля в квантовата теория на гравитацията.

  За по-голяма простота често рисуваме графики в две измерения, но е по-добре да ги мислим като запълващи триизмерно пространство, защото те представляват това. Но тук има концептуален капан: линиите и възлите на графиката не заемат конкретни позиции в пространството. Всяка графика се определя само от това как нейните части са свързани помежду си и как са свързани с добре дефинирани граници (например с границата на област В). Няма обаче непрекъснато триизмерно пространство, в което графиките да се поставят. Линиите и възлите са пространство, чиято геометрия се определя от това как се свързват.

  Описаните графики се наричат спин мрежи, тъй като числата, посочени върху тях, са свързани със спина. Още в началото на 70 -те години. Роджър Пенроуз от Оксфордския университет предполага, че спиновите мрежи са свързани с теорията на квантовата гравитация. През 1994 г. нашите точни изчисления потвърдиха неговата интуиция. Читателите, запознати с диаграмите на Фейнман, трябва да отбележат, че спиновите мрежи не са, въпреки повърхностните им прилики. Диаграмите на Фейнман отразяват квантовите взаимодействия между частици, преминаващи от едно квантово състояние в друго. Въртящите се мрежи представляват фиксирани квантови състояния на обеми и области на пространството.
  Отделните възли и ръбове на диаграмите представляват изключително малки области на пространството: типичен възел съответства на обем от около една дължина на Планк в куб, а една линия съответства на площ с около една дължина на Планк в квадрат. Но по принцип спиновата мрежа може да бъде безкрайно голяма и произволно сложна. Ако можем да изобразим подробна картина на квантовото състояние на нашата Вселена (т.е. геометрията на нейното пространство, извита и усукана от гравитацията на галактики, черни дупки и т.н.), тогава бихме получили гигантска спинова мрежа с невъобразима сложност, съдържащ приблизително 10 184 възли.

  И така, спиновите мрежи описват геометрията на пространството. Но какво да кажем за материята и енергията в нея? Частици, като електрони, съответстват на определени места с допълнителни етикети. Полета като електромагнитни полета са обозначени с подобни маркери на линиите на графиката. Движението на частици и полета в пространството е дискретно (подобно на скок) движение на етикети по графиката.

Стъпки и пяна

02042011_9.jpgЧастиците и полетата не са единствените движещи се обекти. Според общата теория на относителността, когато материята и енергията се движат, пространството се променя, вълните дори могат да преминават през него, като вълнички по езеро. В теорията на квантовата гравитация на цикъла такива процеси са представени чрез дискретни трансформации на спиновата мрежа, при които графичната свързаност се променя стъпка по стъпка.

  Когато описват квантово -механични явления, физиците изчисляват вероятността от различни процеси. Ние правим същото, когато прилагаме теория на квантовата гравитация на цикъл, за да опишем промените в геометрията на пространството или движението на частици и полета в спин мрежа. Томас Тиман от Института за теоретична физика във Ватерло получи точни изрази за изчисляване на квантовата вероятност за стъпки в спинова мрежа. В резултат на това се появи ясна процедура за изчисляване на вероятността за всеки процес, който може да се случи в свят, който се подчинява на правилата на нашата сега окончателно оформена теория. Остава само да се изчисли и направи прогноза за това, което може да се наблюдава при определени експерименти.

  В теорията на относителността пространството и времето са неразделни и представляват едно пространство-време. С въвеждането на концепцията за пространство-време в теорията на квантовата гравитация на веригата, спиновите мрежи, представляващи пространството, се превръщат в така наречената спинова пяна. С добавянето на друго измерение - време - линиите на спиновата мрежа се разширяват и се превръщат в двуизмерни повърхности, а възлите се разтягат в линии. Преходите, при които се променя спиновата мрежа (стъпките, описани по -горе), сега са представени от възлите, в които линията на пяната се сближават. Изгледът на въртящата се пяна на пространството -време е предложен от няколко изследователи, включително Карло Ровели, Майк Райзенбергер, Джон Барет, Луис Крейн,Джон Баез и Фотини Маркопулу.

  Моментна снимка на случващото се е като напречен разрез на пространство-време. Подобно рязане на пяна е центрофугирана мрежа. Не се заблуждавайте обаче, че равнината на среза се движи непрекъснато като плавен поток от време. Точно както пространството се определя от дискретната геометрия на въртящата се мрежа, времето се определя от последователност от отделни стъпки, които възстановяват мрежата (вижте фигурата на страница 55). По този начин времето също е дискретно. Времето не тече като река, а тиктака като часовник. Интервалът между "кърлежи" е приблизително равен на времето на Планк, или 10 -43 s. По -точно, времето в нашата Вселена се измерва с безброй часовници: когато в спиновата пяна се случва квантова стъпка, часовникът прави едно „тиктак“.

Прогнози и проверки

Теорията на квантовата гравитация на цикъл описва пространството и времето по скалата на Планк, която е твърде малка за нас. И така, как да го тестваме? Първо, много е важно да се разбере дали класическата обща теория на относителността може да бъде изведена като приближение към квантовата гравитация. С други думи, ако центрофугиращите мрежи са като нишките, от които е изтъкана тъканта, тогава въпросът е: ще бъде ли възможно да се изчислят правилно еластичните свойства на парче материал чрез усредняване на хиляди нишки. Можем ли да получим описание на "гладката мрежа" на класическото пространство на Айнщайн, ако усредним спиновата мрежа за много дължини на Планк? Учените наскоро успешно разрешиха този най -труден проблем за няколко специални случая, така да се каже, за някои конфигурации на материала. Например, нискочестотни гравитационни вълни, разпространяващи се в плоско (неизвито) пространство,може да се разглежда като възбуждане на определени квантови състояния, описани в съответствие с теорията на квантовата гравитация на контура.

Една от дългогодишните загадки за термодинамиката на черните дупки и особено за тяхната ентропия се оказа добър тест за квантовата гравитация на контура. Физиците са разработили термодинамичен модел на черна дупка, основан на хибридна теория, в която материята се разглежда като квантово-механична, но пространството-времето не е така. По -специално, през 70 -те години на миналия век. Джейкъб Д. Бекенщайн извежда, че ентропията на черна дупка е пропорционална на нейната повърхност (виж статията „Информация в холографската вселена“, „В света на науката“, № 11, 2003). Скоро Стивън Хокинг стигна до заключението, че черните дупки, особено малките, трябва да излъчват.

  За да извършим подобни изчисления в рамките на теорията на квантовата гравитация на контура, ние приемаме границата на област В като хоризонт на събитията на черната дупка. Като анализираме ентропията на съответните квантови състояния, получаваме точно предсказанието на Бекенщайн. Със същия успех нашата теория не само възпроизвежда предсказанието на Хокинг за радиацията на черни дупки, но също така ни позволява да опишем нейната фина структура. Ако някога е възможно да се наблюдава микроскопична черна дупка, теоретичните прогнози могат да бъдат проверени чрез изучаване на спектъра на нейното излъчване.

  Най -общо казано, всяка експериментална проверка на теорията на квантовата гравитация на веригата е изпълнена с огромни технически трудности. Характерните ефекти, описани от теорията, стават значителни само в мащаба на дължината на Планк, която е с 16 порядъка по -малка, отколкото ще бъде възможно да се изследва в близко бъдеще при най -мощните ускорители (необходима е по -висока енергия за изследване на по -малки скали ).
  Наскоро обаче учените предложиха няколко достъпни начина за тестване на квантовата гравитация на контура. Дължината на вълната на светлината, разпространяваща се в средата, претърпява изкривяване, което води до пречупване и разсейване на лъчите. Подобни метаморфози се случват със светлина и частици, движещи се през дискретно пространство, описано от спинова мрежа.

За съжаление, големината на тези ефекти е пропорционална на съотношението на дължината на Планк към дължината на вълната. За видимата светлина тя не надвишава 10 -28 , а за космическите лъчи с най -висока енергия е около една милиардна. С други думи, зърнестостта на структурата на пространството има изключително слаб ефект върху практически всяка наблюдавана радиация. Но колкото по -дълго е изминатото разстояние от светлината, толкова по -забележими са последиците от дискретността на спиновата мрежа. Съвременното оборудване ни позволява да открием излъчването на гама-изблици, разположени на милиарди светлинни години от нас.

  Въз основа на теорията за квантовата гравитация на цикъла, Родолфо Гамбини и Хорхе Пулин установяват, че фотоните с различна енергия трябва да се движат с малко различни скорости и да достигат до наблюдателя в различно време. Сателитните наблюдения на гама-изблици ще ни помогнат да проверим това. Точността на съвременните инструменти е 1000 пъти по-ниска от необходимата, но през 2006 г. ще бъде пусната сателитната обсерватория GLAST, чието прецизно оборудване ще позволи да се проведе дългоочакваният експеримент.
  Има ли противоречие тук с теорията на относителността, която постулира постоянството на скоростта на светлината? Заедно с Джовани Амелино-Камелия и Жоао Магейхо разработихме модифицирани версии на теорията на Айнщайн, които позволяват фотони с висока енергия, пътуващи с различни скорости. На свой ред постоянството на скоростта се отнася до фотони с ниска енергия, т.е. към светлина с дълги вълни.

  Друго възможно проявление на дискретността на пространството-време е свързано с космическите лъчи с много висока енергия. Преди повече от 30 години учените установиха, че протоните на космическите лъчи с енергия над 3 * 10 19 eV трябва да бъдат разпръснати върху космическия микровълнов фон, който запълва пространството, и следователно никога няма да достигнат Земята. Въпреки това японският експеримент AGASA регистрира повече от 10 събития с космически лъчи с още по -висока енергия. Оказа се, че дискретността на пространството увеличава енергията, необходима за реакцията на разсейване и позволява на високоенергийните протони да посещават нашата планета. Ако наблюденията на японски учени се потвърдят и не се намери друго обяснение, тогава ще бъде възможно да се предположи, че дискретността на пространството е доказана експериментално.

Космос

Теорията за квантовата гравитация на контура ни принуждава да погледнем отначало на произхода на Вселената и ни помага да си представим какво се е случило непосредствено след Големия взрив. В съответствие с общата теория на относителността в историята на Вселената имаше първата, нулева точка във времето, която не е в съгласие с квантовата физика. Изчисленията на Мартин Бойовалд, базирани на бримковата теория на квантовата гравитация, показват, че Големият взрив всъщност е голям отскок, тъй като Вселената бързо се свива преди него. Теоретиците вече работят по нови модели на ранните етапи от развитието на Вселената, които скоро могат да бъдат тествани в космологични наблюдения. Възможно е ние с вас да имаме късмета да разберем какво се е случило преди Големия взрив.

  Въпросът за космологичната константа е не по -малко сериозен: плътността на енергията, проникваща в „празното“ пространство, е положителна или отрицателна? Резултатите от наблюденията на CMB и далечните свръхнови показват, че съществува тъмна енергия. Нещо повече, той е положителен, защото Вселената се разширява с ускорение. От гледна точка на теорията на квантовата гравитация на контура тук няма противоречие: още през 1990 г. Хидео Кодама съставя уравнения, които точно описват квантовото състояние на Вселената с положителна космологична константа.

  Редица въпроси, включително чисто технически, все още не са решени. Какви корекции трябва да се направят в специалната теория на относителността при изключително високи енергии (ако има такава)? Ще помогне ли теорията за квантовата гравитация на цикъла да докаже, че различните сили, включително гравитацията, са аспекти на едно фундаментално взаимодействие?
  Може би верижната квантова гравитация наистина е квантова обща теория на относителността, защото зад нея няма допълнителни предположения, освен основните принципи на квантовата механика и теорията на Айнщайн. Изводът за дискретността на пространството-време, описан от спиновата пяна, следва директно от самата теория и не е въведен като постулат.

  Тук обаче говоря само за теория. Може би пространството всъщност е гладко и непрекъснато във всеки, произволно малък мащаб. Тогава физиците ще трябва да въведат допълнителни радикални постулати, както в случая с теорията на струните. И тъй като експериментът в крайна сметка ще реши всичко, имам добра новина - ситуацията може да стане по -ясна в близко бъдеще.

Допълнителна литература:

 
 
  • Харесва ми! 1
  • Потребител
Публикува
Преди 1 час, Станислав Янков said:

Засега ми се струва, че всичко е полета (повече от едно), които взаимодействат по множество начини и много бързо, с много голяма честота - непрекъснато трептят, страшно бързо. Дори пространство-времето би могло да е поле, макар и много различно от всички останали. Това скоростно трептене и преплитане на множество полета създава учасъци в полето-пространство-време, които ние наричаме или точкови частици, или едномерни струни, или примки, или туистори, в зависимост от математическите, теоретичните пособи, които се опитваме да използваме.

Колега Станиславе,

Не само че така ви се струва,  но и това си е точно така. И няма как да е другояче.

Всичко е полета и всичко минава през взаимодействията на полетата. Като се почне от електроните, ядрата, вътре в ядрата, че после се прехвърляме на атоми , молекули, кристали и гравитация.

Самото пространство е също нещо като съвкупност от вълнови функции.

Изстрелваме електрон през кристална решетка: и къде ще се забият електроните? Ами резултата пак се описва с разни вълнови функции... А защо?  Щото на засиления електрон колкото и да е засилен и праволинеен му се налага да мине през усукано и надупчено пространство, моделирано от вълновите функции на кристалната решетка. 

За да се разберат тези вълнови функции трябва да се знае за стоящите вълни. Стоящата вълна е състояние на средата където водата или въздуха си трептят с постоянна амплитуда.  Гледате примерно водата в една чаша - вълните са застинали и не мърдат.   Така и въздуха в резонатор - трепти си равномерно и продължително, едно кратко трептене остава да кънти за продължително време. 

Така е и със стоящите вълни на електроните. Електрона се забива в една затворена траектория и създава сравнително постоянно електромагнитно поле, описвано със статична вълна. Електромагнитното поле на забития електрон се описва с количеството енергия.  Изменението на енергията изменя и формата на статичната вълна .

Квантовата механика ги описва перфектно тези механизми, а има множество графики за онагледяване на вълновите функции на електроните и електронната обвивка.

Електрона е най-простата елементарна частица. Едва ли ползването на стринговата теория ще ни визуализира електроните по-добре. 

Аз съм се опитвал да си представя някои от тези механизми през математика и математически функции. 

Стринговата теория ми се струва недостатъчно интуитивна, там понятията се забиват в твърде големи абстракции, дето няма как да бъдат проверени. 

На ниво атоми, електрони и молекули съвременната квантова механика ни дава пълна картина и обяснения. Значи няма нужда от стринговите за да си обясним строежа на веществото.

Обаче за да си обясним строежа на вакума - квантовата механика не ни казва достатъчно. 

Моделирането на вакума и празното пространство изглежда че е по-сложно от моделирането на атомите и електроните. Поправете ме ако греша колега Янков?

  • Потребител
Публикува
Преди 14 минути, gmladenov said:

Значи може да се приеме, че резултатът на ММ се дължи на пълно увличане от светлината.
Въпросът е на какво се дължи това пълно увличане.

Да, въпросът е на какво се дължи това пълно увличане на светлината. Но не е на атмосферата на земята, физо е правел опити с въздух, и няма никакво увличане. Какво искаш повече от това доказателство че светлината не се увлича от атмосферата на земята. Аз например имам друга хипотеза за увличането.

 

Преди 17 минути, gmladenov said:

Сегашната физика не приема обяснението, че резултатът на ММ се дължи на пълно увличане
на светлината от атмосферата ... а то в същност напълно би обяснило опита на ММ.

Увличането обяснява опита на мм , но пак повтарям, увличането не е породено от атмосферата на земята.

  • Потребител
Публикува
Преди 1 минута, Донкихот said:

Увличането обяснява опита на мм , но пак повтарям, увличането не е породено от атмосферата на земята.

Тук се разминаваме. 😎

  • Потребител
Публикува
Преди 7 минути, gmladenov said:

Това много просто се обяснява. Опитът на Физо дава резултат с вода, защото водата забавя
скоростта на светлината с 30%. Въздухът я забавя с 1%, че и по-малко.

Кой експеримент е установил че:  ""  Въздухът я забавя с 1%, че и по-малко. ""

Guest
Тази тема е заключена!

За нас

"Форум Наука" е онлайн и поддържа научни, исторически и любопитни дискусии с учени, експерти, любители, учители и ученици.

За своята близо двайсет годишна история "Форум Наука" се утвърди като мост между тези, които знаят и тези, които искат да знаят. Всеки ден тук влизат хиляди, които търсят своя отговор.  Форумът е богат да информация и безкрайни дискусии по различни въпроси.

Подкрепи съществуването на форумa - направи дарение:

Дари

 

 

За контакти:

×
×
  • Create New...
×

Подкрепи форума!

Твоето дарение ще ни помогне да запазим и поддържаме това място за обмяна на знания и идеи. Благодарим ти!