แรงโน้มถ่วงของวง แรงโน้มถ่วงวงควอนตัม

หมายถึง "ทฤษฎีจักรวาล"

ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงควอนตัม Loop

เกิดอะไรขึ้นก่อนบิ๊กแบงและเวลามาจากไหน?

ในทฤษฎีของแรงโน้มถ่วงควอนตัม พื้นที่ที่ราบรื่นและต่อเนื่องตามปกติบนเครื่องชั่งขนาดเล็กพิเศษกลายเป็นโครงสร้างที่มีรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อนมาก

(ภาพจาก www.aei.mpg.de)

คำถามในหัวข้อมักจะไม่ถูกกล่าวถึงโดยนักฟิสิกส์ เนื่องจากไม่มีทฤษฎีใดที่เป็นที่ยอมรับโดยทั่วไปที่สามารถตอบคำถามเหล่านี้ได้ อย่างไรก็ตาม เมื่อเร็วๆ นี้ ภายใต้กรอบของแรงโน้มถ่วงควอนตัมแบบวนซ้ำ ยังคงสามารถติดตามวิวัฒนาการของแบบจำลองจักรวาลอย่างง่ายย้อนเวลาได้จนถึงชั่วขณะ บิ๊กแบงและแม้แต่มองไปข้างหลัง ระหว่างทางปรากฏชัดเจนว่าเวลาปรากฏในโมเดลนี้อย่างไร

การสังเกตของจักรวาลแสดงให้เห็นว่าในระดับที่ใหญ่ที่สุดนั้นไม่ได้อยู่กับที่เลย แต่วิวัฒนาการไปตามกาลเวลา หากบนพื้นฐานของทฤษฎีสมัยใหม่ วิวัฒนาการนี้ย้อนเวลากลับไปได้ ปรากฎว่าส่วนหนึ่งของจักรวาลที่สังเกตได้ในวันนี้นั้นร้อนกว่าและกะทัดรัดกว่าที่เป็นอยู่ก่อนหน้านี้ และเริ่มต้นโดยบิกแบง - กระบวนการ ของการเกิดขึ้นของจักรวาลจากภาวะเอกฐาน: สถานการณ์พิเศษที่กฎฟิสิกส์สมัยใหม่ไม่มีผลบังคับใช้

นักฟิสิกส์ไม่พอใจกับสถานการณ์นี้ พวกเขาต้องการที่จะเข้าใจและ กระบวนการเองบิ๊กแบง. นั่นคือเหตุผลที่ขณะนี้มีความพยายามมากมายที่จะสร้างทฤษฎีที่จะนำไปใช้กับสถานการณ์นี้ เนื่องจากแรงโน้มถ่วงเป็นแรงที่สำคัญที่สุดในช่วงแรกหลังบิ๊กแบง เชื่อว่าเป้าหมายนี้จะสำเร็จได้ภายในกรอบของสิ่งที่ยังไม่ได้สร้างเท่านั้น ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงควอนตัม.

มีอยู่ครั้งหนึ่ง นักฟิสิกส์หวังว่าแรงโน้มถ่วงควอนตัมจะอธิบายโดยใช้ทฤษฎีสตริงพิเศษ แต่วิกฤตล่าสุดของทฤษฎีสตริงพิเศษได้สั่นคลอนความมั่นใจนั้น ในสถานการณ์เช่นนี้ ความสนใจเริ่มที่จะดึงดูดวิธีการอื่นๆ ในการอธิบายปรากฏการณ์ควอนตัมโน้มถ่วง และโดยเฉพาะอย่างยิ่ง แรงโน้มถ่วงวงควอนตัม.

อยู่ในกรอบของแรงโน้มถ่วงควอนตัมแบบวนซ้ำซึ่งเพิ่งได้รับผลลัพธ์ที่น่าประทับใจมาก ปรากฎว่าเนื่องจากเอฟเฟกต์ควอนตัม ภาวะเอกฐานเริ่มต้นหายไป... บิ๊กแบงหยุดเป็นจุดพิเศษ และไม่เพียงแต่จะติดตามเส้นทางของมันเท่านั้น แต่ยังต้องพิจารณาถึงสิ่งที่อยู่ก่อนบิ๊กแบงด้วย คำอธิบายสั้น ๆ ของผลลัพธ์เหล่านี้ได้รับการตีพิมพ์เมื่อเร็ว ๆ นี้ในบทความ A. Ashtekar, T. Pawlowski, P. Singh, Physical Review Letters, 96, 141301 (12 เมษายน 2549) ซึ่งมีอยู่ใน gr-qc / 0602086 และบทสรุปโดยละเอียด ถูกนำเสนอในการเผยแพร่เมื่อวันก่อน preprint ของผู้แต่งคนเดียวกัน gr-qc / 0604013

แรงโน้มถ่วงควอนตัมแบบวนรอบนั้นแตกต่างจากทฤษฎีทางกายภาพทั่วไปและแม้แต่จากทฤษฎีสตริงยิ่งยวด วัตถุของทฤษฎี superstring เช่น สตริงต่างๆ และเยื่อหุ้มหลายมิติ ซึ่งอย่างไรก็ตาม บินเข้า เตรียมไว้ล่วงหน้าสำหรับพวกเขาพื้นที่และเวลา คำถามที่ว่ากาล-อวกาศหลายมิติเกิดขึ้นได้อย่างไรในทฤษฎีดังกล่าวไม่สามารถแก้ไขได้

ในทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของวงวัตถุหลักคือเซลล์ควอนตัมขนาดเล็กของอวกาศซึ่งเชื่อมต่อกันในลักษณะที่แน่นอน กฎหมายเกี่ยวกับการเชื่อมต่อและสถานะของพวกเขาถูกควบคุมโดยบางสาขาที่มีอยู่ในนั้น ค่าของฟิลด์นี้เป็นค่าสำหรับเซลล์เหล่านี้ " เวลาภายใน": การเปลี่ยนจากสนามที่อ่อนแอไปเป็นสนามที่แข็งแกร่งกว่านั้นดูราวกับว่ามี" อดีต "บางอย่าง" "ที่จะส่งผลต่ออนาคต" บางอย่าง" กฎข้อนี้ถูกจัดเรียงในลักษณะที่สำหรับจักรวาลขนาดใหญ่เพียงพอที่มีความเข้มข้นต่ำและ (นั่นคือ ห่างไกลจากภาวะเอกฐาน) เซลล์ดูเหมือนจะ "หลอมรวม" ซึ่งกันและกัน ก่อตัวเป็น "กาลอวกาศ" ที่ "ต่อเนื่อง" คุ้นเคยกับเรา

ผู้เขียนบทความยืนยันว่าทั้งหมดนี้ก็เพียงพอแล้วที่จะแก้ปัญหาว่าเกิดอะไรขึ้นกับจักรวาลเมื่อเข้าใกล้ภาวะเอกฐาน คำตอบของสมการที่ได้รับแสดงให้เห็นว่าภายใต้ "การบีบอัด" ที่รุนแรงของจักรวาล พื้นที่ "พัง" เรขาคณิตควอนตัมไม่อนุญาตให้ลดปริมาตรลงเป็นศูนย์ การหยุดเกิดขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้และการขยายตัวเริ่มต้นขึ้นอีกครั้ง ลำดับสถานะนี้สามารถติดตามได้ทั้งไปข้างหน้าและข้างหลังใน "เวลา" ซึ่งหมายความว่าในทฤษฎีนี้ ก่อนเกิดบิกแบงจะมี "บิ๊กแบง" อย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ - การล่มสลายของจักรวาล "ก่อนหน้า" ยิ่งกว่านั้น คุณสมบัติของเอกภพก่อนหน้านี้ไม่ได้สูญหายไปในกระบวนการของการล่มสลาย แต่ถูกถ่ายโอนไปยังจักรวาลของเราอย่างแจ่มแจ้ง

อย่างไรก็ตาม การคำนวณที่อธิบายจะขึ้นอยู่กับสมมติฐานที่ทำให้เข้าใจง่ายบางประการเกี่ยวกับคุณสมบัติของฟิลด์สากล เห็นได้ชัดว่าข้อสรุปทั่วไปจะได้รับการเก็บรักษาไว้แม้จะไม่มีสมมติฐานดังกล่าว แต่ก็ยังต้องได้รับการตรวจสอบ การติดตามการพัฒนาแนวคิดเหล่านี้ต่อไปจะเป็นเรื่องที่น่าสนใจอย่างยิ่ง

อะตอมของอวกาศและเวลา

© ลี สโมลิน
"ในโลกแห่งวิทยาศาสตร์" เมษายน 2547

ลี สโมลิน

หากทฤษฎีความโน้มถ่วงควอนตัมแบบวนซ้ำอันน่าทึ่งนั้นถูกต้อง แท้จริงแล้วพื้นที่และเวลาที่เรารับรู้ว่าต่อเนื่องกันนั้นแท้จริงแล้วประกอบขึ้นจากอนุภาคที่ไม่ต่อเนื่องกัน

ตั้งแต่สมัยโบราณ นักปรัชญาและนักวิทยาศาสตร์บางคนสันนิษฐานว่าสสารสามารถประกอบขึ้นจากอะตอมเล็กๆ ได้ แต่เมื่อ 200 ปีก่อน มีเพียงไม่กี่คนที่เชื่อว่าการมีอยู่ของสสารนั้นสามารถพิสูจน์ได้ วันนี้เราสังเกตอะตอมแต่ละตัวและศึกษาอนุภาคที่ประกอบขึ้นเป็นอะตอม โครงสร้างแบบละเอียดของสสารไม่ใช่เรื่องใหม่สำหรับเราอีกต่อไป
ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา นักฟิสิกส์และนักคณิตศาสตร์ได้ตั้งคำถามกับตัวเองว่า: อวกาศไม่ได้ประกอบด้วยชิ้นส่วนที่ไม่ต่อเนื่องกันใช่หรือไม่? มันต่อเนื่องจริง ๆ หรือเหมือนผ้าที่ทอจากเส้นใยแต่ละเส้นมากกว่ากัน? หากเราสามารถสังเกตวัตถุที่มีขนาดเล็กมากได้ เราจะเห็นอะตอมของอวกาศหรืออนุภาคของปริมาตรที่แบ่งแยกไม่ได้หรือไม่? แต่แล้วเวลาล่ะ การเปลี่ยนแปลงในธรรมชาติกำลังเกิดขึ้นอย่างราบรื่น หรือโลกกำลังพัฒนาไปอย่างก้าวกระโดด ทำตัวเหมือนคอมพิวเตอร์หรือไม่?
ในช่วง 16 ปีที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์ได้เข้าหาคำตอบสำหรับคำถามเหล่านี้อย่างเห็นได้ชัด ตามทฤษฎีที่มีชื่อแปลกๆ ว่า "loop quantum gravity" อวกาศและเวลาถูกสร้างขึ้นจากชิ้นส่วนที่ไม่ต่อเนื่องกันจริงๆ การคำนวณที่ดำเนินการภายใต้กรอบแนวคิดนี้จะบรรยายภาพที่เรียบง่ายและสวยงาม ซึ่งช่วยให้เราอธิบายปรากฏการณ์ลึกลับที่เกี่ยวข้องกับหลุมดำและบิ๊กแบงได้ แต่ข้อได้เปรียบหลักของทฤษฎีดังกล่าวคือ ในอนาคตอันใกล้นี้ การคาดการณ์ของมันสามารถถูกตรวจสอบทดลองได้: เราจะค้นพบอะตอมของอวกาศหากมีอยู่จริง

Quanta

เราได้พัฒนาทฤษฎีความโน้มถ่วงควอนตัมลูป (LQG) ร่วมกับเพื่อนร่วมงานเพื่อพยายามพัฒนาทฤษฎีความโน้มถ่วงควอนตัมที่รอคอยมานาน เพื่ออธิบายความสำคัญพิเศษของสิ่งหลังและความสัมพันธ์กับความไม่ต่อเนื่องของอวกาศและเวลา ฉันต้องเล่าเรื่องเล็กน้อยเกี่ยวกับทฤษฎีควอนตัมและทฤษฎีแรงโน้มถ่วง
การเกิดขึ้นของกลศาสตร์ควอนตัมในช่วงไตรมาสแรกของศตวรรษที่ XX เกี่ยวข้องกับการพิสูจน์ว่าสสารประกอบด้วยอะตอม สมการควอนตัมกำหนดให้ปริมาณบางอย่าง เช่น พลังงานของอะตอม สามารถรับได้เฉพาะค่าที่ไม่ต่อเนื่องบางค่าเท่านั้น กลศาสตร์ควอนตัมอธิบายคุณสมบัติและพฤติกรรมของอะตอมอย่างชัดเจน อนุภาคมูลฐานและพลังที่ผูกมัดพวกเขา ทฤษฎีควอนตัมที่ประสบความสำเร็จมากที่สุดในประวัติศาสตร์ของวิทยาศาสตร์สนับสนุนความเข้าใจของเราเกี่ยวกับเคมี ฟิสิกส์อะตอมและอะตอม อิเล็กทรอนิกส์ และแม้กระทั่งชีววิทยา
ในทศวรรษเดียวกันกับที่เกิดกลศาสตร์ควอนตัม อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ได้พัฒนาทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ซึ่งเป็นทฤษฎีของแรงโน้มถ่วง ตามที่เธอกล่าว แรงโน้มถ่วงเกิดขึ้นจากการดัดของอวกาศและเวลา (ซึ่งรวมกันเป็นกาลอวกาศ) ภายใต้อิทธิพลของสสาร
ลองนึกภาพลูกบอลหนักวางอยู่บนแผ่นยางและลูกเล็กกลิ้งเข้าใกล้ก้อนใหญ่ ลูกบอลสามารถมองเห็นเป็นดวงอาทิตย์และโลกและใบไม้เป็นอวกาศ ลูกบอลที่มีน้ำหนักมากทำให้เกิดความกดอากาศต่ำในแผ่นยาง ตามทางลาดที่ลูกบอลที่เล็กกว่าจะหมุนเข้าหาลูกบอลที่ใหญ่กว่า ราวกับว่ามีแรง - แรงโน้มถ่วง - ดึงลูกบอลไปในทิศทางนี้ ในทำนองเดียวกัน สสารหรือก้อนพลังงานใดๆ ก็ตามบิดเบือนเรขาคณิตของกาลอวกาศ ดึงดูดอนุภาคและรังสีของแสง เราเรียกปรากฏการณ์นี้ว่าแรงโน้มถ่วง
กลศาสตร์ควอนตัมและทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ได้รับการยืนยันจากการทดลองแล้ว อย่างไรก็ตาม กรณีนี้ไม่เคยมีการสอบสวนเมื่อทั้งสองทฤษฎีสามารถตรวจสอบได้พร้อมกัน ประเด็นก็คือว่าเอฟเฟกต์ควอนตัมจะสังเกตเห็นได้เฉพาะในเครื่องชั่งขนาดเล็กเท่านั้น และต้องใช้มวลขนาดใหญ่เพื่อให้ผลของสัมพัทธภาพทั่วไปสังเกตเห็นได้ การรวมทั้งสองเงื่อนไขเป็นไปได้ภายใต้สถานการณ์พิเศษบางอย่างเท่านั้น
นอกจากการขาดข้อมูลการทดลองแล้ว ยังมีปัญหาเชิงแนวคิดอีกมาก นั่นคือ ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์เป็นแบบคลาสสิกโดยสิ้นเชิง กล่าวคือ ไม่ใช่ควอนตัม เพื่อให้แน่ใจว่ามีความสมบูรณ์เชิงตรรกะของฟิสิกส์ จำเป็นต้องมีทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของควอนตัม โดยรวมกลศาสตร์ควอนตัมกับทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปเข้ากับทฤษฎีควอนตัมของกาลอวกาศ
นักฟิสิกส์ได้พัฒนาขั้นตอนทางคณิตศาสตร์มากมายเพื่อเปลี่ยนทฤษฎีคลาสสิกเป็นทฤษฎีควอนตัม นักวิทยาศาสตร์หลายคนได้พยายามอย่างเปล่าประโยชน์เพื่อประยุกต์ใช้กับทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป
การคำนวณที่ทำขึ้นในปี 1960 และ 1970 ระบุว่ากลศาสตร์ควอนตัมและสัมพัทธภาพทั่วไปไม่สามารถรวมกันได้ ดูเหมือนว่าสถานการณ์จะรอดได้โดยการแนะนำสมมุติฐานใหม่ทั้งหมด อนุภาคเพิ่มเติม เขตข้อมูล หรือวัตถุอื่นๆ เท่านั้น ความแปลกใหม่ของทฤษฎีเอกภาพควรปรากฏเฉพาะในกรณีพิเศษเหล่านั้นเมื่อผลกระทบทางกลควอนตัมและแรงโน้มถ่วงมีนัยสำคัญ ในความพยายามที่จะบรรลุการประนีประนอม ทิศทางเช่นทฤษฎีการบิดเบี้ยว เรขาคณิตที่ไม่เปลี่ยนรูป และแรงโน้มถ่วงยิ่งยวดเกิดขึ้น
ทฤษฎีสตริงเป็นที่นิยมอย่างมากในหมู่นักฟิสิกส์ นอกเหนือจากมิติเชิงพื้นที่ที่รู้จักกันดีสามมิติแล้ว ยังมีอีกหกหรือเจ็ดมิติที่ไม่มีใครสังเกตเห็นได้จนถึงขณะนี้ ทฤษฎีสตริงยังทำนายการมีอยู่ของอนุภาคมูลฐานและแรงชนิดใหม่จำนวนมาก ซึ่งไม่เคยได้รับการยืนยันจากการสังเกตมาก่อน นักวิทยาศาสตร์บางคนเชื่อว่ามันเป็นส่วนหนึ่งของทฤษฎี M แต่น่าเสียดายที่ยังไม่มีการเสนอคำจำกัดความที่ชัดเจน ดังนั้น ผู้เชี่ยวชาญหลายคนจึงเชื่อว่าควรมีการสำรวจทางเลือกที่มีอยู่ ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงควอนตัมแบบวนรอบของเรานั้นก้าวหน้าที่สุดแล้ว

ช่องโหว่ขนาดใหญ่

ในช่วงกลางทศวรรษ 1980 ร่วมกับ Abhay Ashtekar, Ted Jacobson และ Carlo Rovelli เราตัดสินใจลองรวมกลศาสตร์ควอนตัมและสัมพัทธภาพทั่วไปโดยใช้วิธีมาตรฐานอีกครั้ง ความจริงก็คือช่องโหว่ที่สำคัญยังคงอยู่ในผลลัพธ์เชิงลบที่ได้รับในปี 1970: ในการคำนวณ สันนิษฐานว่าเรขาคณิตของอวกาศนั้นต่อเนื่องและราบรื่น ไม่ว่าเราจะศึกษารายละเอียดมากแค่ไหนก็ตาม ในทำนองเดียวกัน ผู้คนถือว่ามีความสำคัญก่อนการค้นพบอะตอม
ดังนั้นเราจึงตัดสินใจที่จะละทิ้งแนวคิดเรื่องพื้นที่ต่อเนื่องที่ราบรื่นและไม่แนะนำสมมติฐานใด ๆ ยกเว้นบททดสอบที่ผ่านการทดสอบอย่างดีของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปและกลศาสตร์ควอนตัม โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การคำนวณของเราใช้หลักการสำคัญสองประการของทฤษฎีของไอน์สไตน์
ประการแรก - ความเป็นอิสระจากสิ่งแวดล้อม - ประกาศว่าเรขาคณิตของกาลอวกาศไม่คงที่ แต่เป็นปริมาณที่เปลี่ยนแปลงและเป็นไดนามิก ในการกำหนดเรขาคณิต จำเป็นต้องแก้สมการจำนวนหนึ่งที่คำนึงถึงผลกระทบของสสารและพลังงานและ อย่างไรก็ตาม ทฤษฎีสตริงสมัยใหม่ไม่ได้เป็นอิสระจากสิ่งแวดล้อม: สมการที่อธิบายสตริงได้รับการกำหนดสูตรในกาล-เวลาคลาสสิก (เช่น ไม่ใช่ควอนตัม)
หลักการที่สอง เรียกว่า "ค่าคงที่ดิฟเฟโอมอร์ฟิค" บอกว่าเรามีอิสระที่จะเลือกระบบพิกัดใดๆ ก็ตามเพื่อทำแผนที่กาลอวกาศและสร้างสมการ จุดในกาลอวกาศถูกระบุโดยเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นจริงในนั้นเท่านั้นและไม่ได้ระบุโดยตำแหน่งในระบบพิกัดพิเศษบางระบบ (ไม่มีพิกัดพิเศษ) ค่าคงที่ดิฟเฟโอมอร์ฟิคเป็นตำแหน่งพื้นฐานที่สำคัญอย่างยิ่งของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป
เราได้พัฒนาหลักการทั้งสองด้วยวิธีการมาตรฐานของกลศาสตร์ควอนตัมอย่างรอบคอบ ภาษาคณิตศาสตร์ซึ่งทำให้สามารถทำการคำนวณที่จำเป็นและค้นหาว่าพื้นที่ไม่ต่อเนื่องหรือต่อเนื่องกัน เพื่อความสุขของเรา ตามด้วยการคำนวณว่าพื้นที่นั้นถูกหาปริมาณ! นี่คือวิธีที่เราวางรากฐานสำหรับทฤษฎีแรงโน้มถ่วงควอนตัมแบบวนซ้ำ อย่างไรก็ตาม คำว่า "ลูปแบ็ค" ถูกนำมาใช้เนื่องจากการคำนวณบางอย่างใช้ลูปเล็ก ๆ ที่จัดสรรในกาลอวกาศ
นักฟิสิกส์และนักคณิตศาสตร์หลายคนได้ตรวจสอบการคำนวณของเราโดยใช้วิธีการต่างๆ ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา ทฤษฎีความโน้มถ่วงควอนตัมแบบวนซ้ำนั้นแข็งแกร่งขึ้นด้วยความพยายามของนักวิทยาศาสตร์ ประเทศต่างๆโลก. งานที่ทำทำให้เราวางใจภาพอวกาศ-เวลา ซึ่งผมจะอธิบายด้านล่าง
ในทฤษฎีควอนตัมไอของเรา มันมาเกี่ยวกับโครงสร้างของกาลอวกาศในระดับที่เล็กที่สุด และเพื่อให้เข้าใจ จำเป็นต้องพิจารณาการคาดการณ์สำหรับพื้นที่หรือปริมาตรขนาดเล็ก เมื่อต้องรับมือกับควอนตัมฟิสิกส์ สิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาว่า ปริมาณทางกายภาพจะต้องวัด ลองนึกภาพพื้นที่ใดพื้นที่หนึ่ง ซึ่งระบุโดยขอบเขต B (ดูรูปด้านล่าง) ซึ่งสามารถระบุได้ด้วยวัตถุที่เป็นวัตถุ (เช่น เปลือกเหล็ก) หรือโดยตรงโดยเรขาคณิตของกาลอวกาศ (เช่น ขอบฟ้าเหตุการณ์ใน กรณีหลุมดำ) จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อเราวัดปริมาตรของพื้นที่ที่อธิบายไว้ อะไรคือผลลัพธ์ที่เป็นไปได้ที่ยอมรับโดยทั้งทฤษฎีควอนตัมและค่าคงที่ดิฟเฟโอมอร์ฟิค? หากเรขาคณิตของอวกาศมีความต่อเนื่อง พื้นที่ที่พิจารณาสามารถมีขนาดใดก็ได้ และปริมาตรสามารถแสดงได้ด้วยจำนวนบวกจริงใดๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ใกล้ศูนย์โดยพลการ แต่ถ้ารูปเรขาคณิตเป็นแบบละเอียด ผลการวัดจะต้องเป็นชุดตัวเลขที่ไม่ต่อเนื่องเท่านั้น และต้องไม่น้อยกว่าปริมาตรที่น้อยที่สุดที่เป็นไปได้ จำพลังงานที่อิเล็กตรอนสามารถหมุนรอบนิวเคลียสของอะตอมได้บ้าง ภายในกรอบของฟิสิกส์คลาสสิก - ใด ๆ แต่กลศาสตร์ควอนตัมอนุญาตเฉพาะค่าพลังงานและพลังงานที่ไม่ต่อเนื่องที่แน่นอนและคงที่ ความแตกต่างจะเหมือนกับการวัดปริมาตรของของเหลวที่ทำให้เกิดการไหลอย่างต่อเนื่อง (จากมุมมองของนักวิทยาศาสตร์ในศตวรรษที่ 18) และการกำหนดปริมาณน้ำที่สามารถนับอะตอมได้
ตามทฤษฎีความโน้มถ่วงควอนตัมแบบวนซ้ำ อวกาศก็เหมือนอะตอม: ตัวเลขที่ได้จากการวัดปริมาตรจะสร้างเซตที่ไม่ต่อเนื่อง กล่าวคือ ปริมาณมีการเปลี่ยนแปลงในส่วนที่แยกจากกัน ปริมาณอื่นที่สามารถวัดได้คือพื้นที่ของขอบเขต B ซึ่งกลายเป็นแบบไม่ต่อเนื่อง กล่าวอีกนัยหนึ่งช่องว่างไม่ต่อเนื่องและประกอบด้วยหน่วยควอนตัมของพื้นที่และปริมาตร
ค่าที่เป็นไปได้ของปริมาตรและพื้นที่จะวัดเป็นหน่วยที่ได้มาจากความยาวของพลังค์ ซึ่งสัมพันธ์กับแรงโน้มถ่วง ขนาดของควอนตัม และความเร็วของแสง ความยาวของไม้กระดานมีขนาดเล็กมาก: 10 -33 ซม. มันกำหนดมาตราส่วนซึ่งเรขาคณิตของอวกาศไม่สามารถพิจารณาได้ต่อเนื่องอีกต่อไป พื้นที่ที่ไม่ใช่ศูนย์ที่เล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้จะเท่ากับกำลังสองของความยาวพลังค์โดยประมาณ หรือ 10 -66 ซม. 2 ปริมาตรที่ไม่ใช่ศูนย์ที่เล็กที่สุดที่เป็นไปได้คือลูกบาศก์ความยาวพลังค์หรือ 10 -99 ซม. 3 ตามทฤษฎีแล้ว พื้นที่แต่ละลูกบาศก์เซนติเมตรมีปริมาตรประมาณ 1,099 อะตอม ควอนตัมของปริมาตรมีขนาดเล็กมากจนมีควอนตัมดังกล่าวในลูกบาศก์เซนติเมตรมากกว่าลูกบาศก์เซนติเมตรในจักรวาลที่มองเห็น (10 85)

เครือข่ายสปิน

ปริมาณและพื้นที่ควอนตัมเป็นอย่างไร? บางทีพื้นที่ประกอบด้วย จำนวนมากก้อนเล็ก ๆ หรือทรงกลม? ไม่ มันไม่ง่ายอย่างนั้น เราพรรณนาถึงสถานะควอนตัมของปริมาตรและพื้นที่ในรูปแบบของไดอะแกรมซึ่งไม่ได้ปราศจากความงามที่แปลกประหลาด ลองนึกภาพพื้นที่ของอวกาศที่มีรูปร่างเหมือนลูกบาศก์ (ดูรูปด้านล่าง ). ในแผนภาพ เราวาดภาพเป็นจุดแทนปริมาตร โดยมีเส้นหกเส้นต่อจากเส้นนั้น ซึ่งแต่ละเส้นแสดงใบหน้าด้านหนึ่งของลูกบาศก์ ตัวเลขถัดจากจุดแสดงปริมาณของปริมาตร และตัวเลขถัดจากเส้นระบุพื้นที่ของใบหน้าที่เกี่ยวข้อง
วางปิรามิดไว้บนลูกบาศก์ รูปทรงหลายเหลี่ยมของเรามีใบหน้าที่เหมือนกัน และควรแสดงเป็นสองจุด (สองเล่ม) ที่เชื่อมต่อกันด้วยเส้นใดเส้นหนึ่ง (ใบหน้าที่เชื่อมปริมาตร) ลูกบาศก์มีหน้าว่างห้าหน้า (ห้าเส้น) และปิรามิดมีสี่เส้น (สี่เส้น) ในทำนองเดียวกัน สามารถแสดงการรวมกันของรูปทรงหลายเหลี่ยมที่แตกต่างกัน: รูปทรงหลายเหลี่ยมปริมาตรกลายเป็นจุดหรือโหนด และใบหน้าระนาบจะกลายเป็นเส้นที่เชื่อมต่อโหนด นักคณิตศาสตร์เรียกกราฟไดอะแกรมเหล่านี้
ในทฤษฎีของเรา เราละทิ้งภาพวาดรูปทรงหลายเหลี่ยมและเก็บเฉพาะกราฟ คณิตศาสตร์ที่อธิบายสถานะควอนตัมของปริมาตรและพื้นที่ทำให้เรามีชุดกฎสำหรับวิธีที่เส้นสามารถเชื่อมต่อโหนดต่างๆ และตัวเลขที่สามารถวางในตำแหน่งต่างๆ ในแผนภาพได้ แต่ละสถานะควอนตัมสอดคล้องกับหนึ่งในกราฟ และแต่ละกราฟที่สอดคล้องกับกฎจะสอดคล้องกับสถานะควอนตัม กราฟเป็นชวเลขที่สะดวกสำหรับสถานะควอนตัมที่เป็นไปได้ของอวกาศ
ไดอะแกรมมีความเหมาะสมสำหรับการแสดงสถานะควอนตัมมากกว่ารูปทรงหลายเหลี่ยม โดยเฉพาะอย่างยิ่ง กราฟบางอันเชื่อมต่อกันในลักษณะแปลก ๆ ที่ไม่สามารถแปลงเป็นรูปแบบของรูปทรงหลายเหลี่ยมได้อย่างแม่นยำ ตัวอย่างเช่น ในกรณีที่พื้นที่มีความโค้ง เป็นไปไม่ได้ที่จะพรรณนาถึงรูปทรงหลายเหลี่ยมที่พอดีกันอย่างเหมาะสม แต่ไม่ยากเลยที่จะวาดกราฟและใช้เพื่อคำนวณว่าช่องว่างนั้นบิดเบี้ยวอย่างไร เนื่องจากเป็นการบิดเบือนของอวกาศที่สร้างแรงโน้มถ่วง ไดอะแกรมจึงมีบทบาทอย่างมากในทฤษฎีความโน้มถ่วงควอนตัม
เพื่อความง่าย เรามักจะวาดกราฟในสองมิติ แต่ควรคิดว่าเป็นการเติมช่องว่างสามมิติ เพราะนั่นคือสิ่งที่แสดง แต่มีกับดักแนวคิดอยู่ที่นี่: เส้นและโหนดของกราฟไม่ได้ครอบครองตำแหน่งเฉพาะในอวกาศ กราฟแต่ละกราฟถูกกำหนดโดยส่วนต่างๆ ของกราฟที่เชื่อมต่อถึงกันและความเกี่ยวข้องอย่างไรกับขอบเขตที่กำหนดไว้อย่างชัดเจน (เช่น กับขอบเขตของพื้นที่ B) อย่างไรก็ตาม ไม่มีช่องว่างสามมิติต่อเนื่องในการวางกราฟ เส้นและโหนดเป็นช่องว่าง ซึ่งเรขาคณิตถูกกำหนดโดยวิธีการเชื่อมต่อ
กราฟที่อธิบายนี้เรียกว่า ตาข่ายหมุน เนื่องจากตัวเลขที่ระบุบนกราฟนั้นสัมพันธ์กับการหมุน ย้อนกลับไปในช่วงต้นทศวรรษ 1970 Roger Penrose จาก University of Oxford เสนอว่าเครือข่ายสปินเกี่ยวข้องกับทฤษฎีแรงโน้มถ่วงควอนตัม ในปี 1994 การคำนวณที่แม่นยำของเรายืนยันสัญชาตญาณของเขา ผู้อ่านที่คุ้นเคยกับไดอะแกรม Feynman ควรสังเกตว่าเครือข่ายสปินไม่ได้แม้ว่าจะมีความคล้ายคลึงกันเพียงผิวเผินก็ตาม ไดอะแกรม Feynman สะท้อนปฏิสัมพันธ์ของควอนตัมระหว่างอนุภาคที่ส่งผ่านจากสถานะควอนตัมหนึ่งไปยังอีกสถานะหนึ่ง ตาข่ายหมุนแสดงถึงสถานะควอนตัมคงที่ของปริมาตรและพื้นที่ของพื้นที่
โหนดแต่ละโหนดและขอบของไดอะแกรมแสดงถึงพื้นที่ขนาดเล็กมากของพื้นที่: โหนดทั่วไปสอดคล้องกับปริมาตรประมาณหนึ่งความยาวพลังค์ในลูกบาศก์ และเส้นที่สอดคล้องกับพื้นที่ที่มีความยาวประมาณหนึ่งพลังค์ในสี่เหลี่ยม แต่โดยหลักการแล้ว เครือข่ายสปินอาจมีขนาดใหญ่ไม่สิ้นสุดและซับซ้อนตามอำเภอใจ หากเราสามารถวาดภาพโดยละเอียดเกี่ยวกับสถานะควอนตัมของจักรวาลของเราได้ (นั่นคือ เรขาคณิตของอวกาศ โค้งและบิดเบี้ยวด้วยแรงโน้มถ่วงของดาราจักร หลุมดำ ฯลฯ) เราก็จะได้เครือข่ายสปินขนาดยักษ์ที่ไม่สามารถจินตนาการได้ ความซับซ้อน มีประมาณ 10,184 โหนด
ดังนั้น เครือข่ายสปินจึงอธิบายเรขาคณิตของอวกาศ แต่สิ่งที่สามารถพูดได้เกี่ยวกับสสารและพลังงานและในนั้น? อนุภาค เช่น อิเล็กตรอน สอดคล้องกับไซต์เฉพาะที่มีป้ายกำกับเพิ่มเติม สนามเช่นสนามแม่เหล็กไฟฟ้าจะถูกระบุโดยเครื่องหมายที่คล้ายกันบนเส้นกราฟ การเคลื่อนที่ของอนุภาคและทุ่งนาในอวกาศเป็นการเคลื่อนตัวแบบแยกกัน (เหมือนกระโดด) ของฉลากตามกราฟ

ขั้นตอนและโฟม

อนุภาคและทุ่งนาไม่ได้เป็นเพียงวัตถุเคลื่อนที่เท่านั้น ตามทฤษฏีสัมพัทธภาพทั่วไป เมื่อสสารเคลื่อนที่ ทั้งพลังงานและอวกาศถูกดัดแปลง คลื่นสามารถผ่านได้แม้กระทั่งระลอกคลื่นในทะเลสาบ ในทฤษฎีความโน้มถ่วงควอนตัมแบบวนซ้ำ กระบวนการดังกล่าวแสดงโดยการแปลงแบบแยกส่วนของเครือข่ายสปิน ซึ่งการเชื่อมต่อของกราฟจะเปลี่ยนทีละขั้นตอน (ดูรูปด้านล่าง)
เมื่ออธิบายปรากฏการณ์ทางกลควอนตัม นักฟิสิกส์จะคำนวณความน่าจะเป็นของกระบวนการต่างๆ เราทำเช่นเดียวกันเมื่อใช้ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงควอนตัมแบบวนซ้ำเพื่ออธิบายการเปลี่ยนแปลงในเรขาคณิตของอวกาศหรือการเคลื่อนที่ของอนุภาคและสนามในเครือข่ายสปิน Thomas Thiemann จากสถาบัน Waterloo Institute for Theoretical Physics ได้รับนิพจน์ที่แน่นอนสำหรับการคำนวณความน่าจะเป็นของควอนตัมของขั้นตอนในเครือข่ายการหมุน เป็นผลให้มีขั้นตอนที่ชัดเจนในการคำนวณความน่าจะเป็นของกระบวนการใด ๆ ที่สามารถเกิดขึ้นได้ในโลกที่ปฏิบัติตามกฎของทฤษฎีที่ก่อตัวขึ้นในท้ายที่สุดของเรา สิ่งที่เหลืออยู่คือการคำนวณและคาดการณ์เกี่ยวกับสิ่งที่สามารถสังเกตได้ในการทดลองบางอย่าง
ในทฤษฎีสัมพัทธภาพ พื้นที่และเวลาไม่สามารถแยกออกได้และเป็นตัวแทนของกาลอวกาศเดียว ด้วยการนำแนวคิดของกาลอวกาศ-เวลามาใช้ในทฤษฎีความโน้มถ่วงควอนตัมแบบวนซ้ำ ตาข่ายหมุนที่เป็นตัวแทนของอวกาศจะกลายเป็นโฟมสปินที่เรียกว่า ด้วยการเพิ่มมิติอื่น - เวลา - เส้นของเครือข่ายการหมุนจะขยายและกลายเป็นพื้นผิวสองมิติและโหนดจะขยายเป็นเส้น การเปลี่ยนผ่านที่เครือข่ายการหมุนเปลี่ยน (ขั้นตอนที่อธิบายข้างต้น) จะแสดงโดยโหนดที่เส้นโฟมมาบรรจบกัน นักวิจัยหลายคนเสนอมุมมองโฟมหมุนของกาลอวกาศรวมถึง Carlo Rovelli, Mike Reisenberger, John Barrett, Louis Crane, John Baez) และ Fotini Markopoulou
ภาพรวมของสิ่งที่เกิดขึ้นเป็นเหมือนภาพตัดขวางของกาลอวกาศ การตัดโฟมสปินที่คล้ายกันคือเครือข่ายสปิน อย่างไรก็ตาม อย่าพลาดที่ระนาบของสไลซ์จะเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องเหมือนการไหลที่ราบรื่นของเวลา เช่นเดียวกับที่พื้นที่ถูกกำหนดโดยเรขาคณิตที่ไม่ต่อเนื่องของเครือข่ายการหมุน เวลาถูกกำหนดโดยลำดับของขั้นตอนแต่ละขั้นที่สร้างเครือข่ายขึ้นใหม่ (ดูรูปที่หน้า 55) ดังนั้นเวลาก็แยกจากกัน เวลาไม่ได้ไหลเหมือนแม่น้ำ แต่เดินเหมือนนาฬิกา ช่วงเวลาระหว่าง "เห็บ" จะเท่ากับเวลาพลังค์โดยประมาณ หรือ 10 -43 วินาที แม่นยำยิ่งขึ้น เวลาในจักรวาลของเราวัดจากนาฬิกานับไม่ถ้วน โดยที่ขั้นตอนควอนตัมเกิดขึ้นในโฟมหมุน นาฬิกาจะ "ติ๊ก" หนึ่งครั้ง

การคาดการณ์และการตรวจสอบ

ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงควอนตัมแบบวนซ้ำอธิบายพื้นที่และเวลาในระดับพลังค์ ซึ่งเล็กเกินไปสำหรับเรา แล้วเราจะทดสอบได้อย่างไร? อย่างแรก สิ่งสำคัญคือต้องค้นหาว่าทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปแบบคลาสสิกสามารถหามาเป็นการประมาณเพื่อวนรอบแรงโน้มถ่วงควอนตัมได้หรือไม่ กล่าวอีกนัยหนึ่ง หากเครือข่ายการปั่นเป็นเหมือนเส้นด้ายที่ใช้ทอผ้า คำถามก็คือ จะคำนวณคุณสมบัติการยืดหยุ่นของชิ้นส่วนวัสดุได้อย่างถูกต้องโดยหาค่าเฉลี่ยเป็นพันๆ เส้นไหม เราขอคำอธิบายของ "เว็บที่ราบรื่น" ของพื้นที่ไอน์สไตน์คลาสสิกได้ไหมถ้าเราเฉลี่ยเครือข่ายสปินตามความยาวพลังค์จำนวนมาก? เมื่อเร็วๆ นี้ นักวิทยาศาสตร์ได้ประสบความสำเร็จในการแก้ไขปัญหาที่ยากที่สุดนี้สำหรับกรณีพิเศษหลายๆ กรณี เช่น สำหรับการกำหนดค่าบางอย่างของวัสดุ ตัวอย่างเช่น คลื่นความโน้มถ่วงความถี่ต่ำที่แพร่กระจายในพื้นที่ราบ (ไม่โค้ง) ถือได้ว่าเป็นการกระตุ้นของสถานะควอนตัมบางสถานะที่อธิบายตามทฤษฎีความโน้มถ่วงควอนตัมแบบวนซ้ำ
หนึ่งในความลึกลับที่มีมายาวนานเกี่ยวกับอุณหพลศาสตร์ของหลุมดำ และโดยเฉพาะอย่างยิ่งเกี่ยวกับเอนโทรปีของพวกมัน กลับกลายเป็นการทดสอบที่ดีสำหรับแรงโน้มถ่วงควอนตัมแบบวนซ้ำ นักฟิสิกส์ได้พัฒนาแบบจำลองทางอุณหพลศาสตร์ของหลุมดำตามทฤษฎีไฮบริด ซึ่งสสารถือเป็นควอนตัมโดยกลไก แต่กาลอวกาศกลับไม่ใช่ โดยเฉพาะในช่วงทศวรรษ 1970 Jacob D. Bekenstein อนุมานว่าเอนโทรปีของหลุมดำเป็นสัดส่วนกับพื้นที่ผิวของมัน (ดูบทความ "Information in the Holographic Universe", "In the World of Science", No. 11, 2003) ในไม่ช้า สตีเฟน ฮอว์คิงก็ได้ข้อสรุปว่าควรปล่อยหลุมดำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหลุมดำ
เพื่อทำการคำนวณที่คล้ายกันในกรอบของทฤษฎีความโน้มถ่วงควอนตัมแบบวนรอบ เราใช้ขอบเขตของภูมิภาค B เป็นขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำ โดยการวิเคราะห์เอนโทรปีของสถานะควอนตัมที่สอดคล้องกัน เราจะได้คำทำนายของเบเคนสไตน์อย่างแน่นอน ด้วยความสำเร็จแบบเดียวกัน ทฤษฎีของเราไม่เพียงแต่ทำซ้ำคำทำนายของฮอว์คิงเกี่ยวกับการแผ่รังสีของหลุมดำเท่านั้น แต่ยังช่วยให้เราสามารถอธิบายได้ โครงสร้างที่ดี... หากเป็นไปได้ที่จะสังเกตหลุมดำด้วยกล้องจุลทรรศน์ ก็สามารถตรวจสอบการทำนายตามทฤษฎีได้โดยศึกษาสเปกตรัมของการแผ่รังสีของมัน
โดยทั่วไป การตรวจสอบเชิงทดลองใดๆ ของทฤษฎีความโน้มถ่วงควอนตัมลูปนั้นเต็มไปด้วยปัญหาทางเทคนิคอย่างมาก ลักษณะพิเศษที่อธิบายโดยทฤษฎีจะมีนัยสำคัญเฉพาะในมาตราส่วนของความยาวพลังค์ซึ่งมีขนาดเล็กกว่า 16 คำสั่งซึ่งจะทำการตรวจสอบได้ในอนาคตอันใกล้ที่เครื่องเร่งอนุภาคที่ทรงพลังที่สุด (ต้องใช้พลังงานที่สูงขึ้นเพื่อตรวจสอบเครื่องชั่งที่เล็กกว่า) ).
อย่างไรก็ตาม เมื่อเร็ว ๆ นี้นักวิทยาศาสตร์ได้เสนอวิธีทดสอบความโน้มถ่วงควอนตัมแบบวนซ้ำในราคาที่ไม่แพงได้หลายวิธี ความยาวคลื่นของแสงที่แพร่กระจายในตัวกลางมีการบิดเบือน ซึ่งนำไปสู่การหักเหและการกระจายของรังสี การเปลี่ยนแปลงที่คล้ายกันเกิดขึ้นกับแสงและอนุภาคที่เคลื่อนที่ผ่านช่องว่างที่ไม่ต่อเนื่องซึ่งอธิบายโดยเครือข่ายสปิน
น่าเสียดายที่ขนาดของเอฟเฟกต์เหล่านี้เป็นสัดส่วนกับอัตราส่วนของความยาวพลังค์ต่อความยาวคลื่น สำหรับแสงที่มองเห็นได้ไม่เกิน 10 -28 และสำหรับรังสีคอสมิกที่มีพลังงานสูงสุดจะอยู่ที่ประมาณหนึ่งในพันล้าน กล่าวอีกนัยหนึ่ง ความหยาบของโครงสร้างของอวกาศมีผลกระทบต่อการแผ่รังสีที่สังเกตพบได้น้อยมาก แต่ยิ่งระยะทางเดินทางโดยแสงนานเท่าใด ผลที่ตามมาของความไม่ต่อเนื่องของเครือข่ายการหมุนก็จะยิ่งสังเกตเห็นได้ชัดเจนมากขึ้น อุปกรณ์ที่ทันสมัยช่วยให้เราสามารถบันทึกการปะทุของรังสีแกมมาที่อยู่ในระยะหลายพันล้านปีแสง (ดูบทความ "การระเบิดที่สว่างที่สุดในจักรวาล", "ในโลกแห่งวิทยาศาสตร์", ฉบับที่ 4.2003)
ตามทฤษฎีแรงโน้มถ่วงควอนตัมแบบวนซ้ำ Rodolfo Gambini และ Jorge Pullin ได้กำหนดว่าโฟตอนที่มีพลังงานต่างกันจะต้องเดินทางด้วยความเร็วที่ต่างกันเล็กน้อยและไปถึงผู้สังเกตในเวลาที่ต่างกัน (ดูรูปด้านล่าง) การสังเกตการระเบิดของรังสีแกมมาจากดาวเทียมจะช่วยให้เราตรวจสอบได้ ความแม่นยำของเครื่องมือที่ทันสมัยต่ำกว่าที่กำหนด 1,000 เท่า แต่ในปี 2549 หอดูดาวดาวเทียม GLAST จะเปิดตัว อุปกรณ์ที่มีความแม่นยำซึ่งจะทำให้การทดลองที่รอคอยมายาวนานเป็นไปได้
ในที่นี้ไม่มีข้อขัดแย้งกับทฤษฎีสัมพัทธภาพซึ่งพิสูจน์ความคงตัวของความเร็วแสงหรือ ร่วมกับ Giovanni Amelino-Camelia และ Joao Magueijo เราได้พัฒนาทฤษฎีของ Einstein เวอร์ชันดัดแปลงที่อนุญาตให้โฟตอนพลังงานสูงเดินทางด้วยความเร็วต่างกัน ในทางกลับกัน ความคงตัวของความเร็วหมายถึงโฟตอนที่มีพลังงานต่ำ d, i.e. จนถึงแสงความยาวคลื่นยาว
การปรากฎตัวที่เป็นไปได้อีกอย่างหนึ่งของความไม่ต่อเนื่องของกาลอวกาศนั้นสัมพันธ์กับรังสีคอสมิกที่มีพลังงานสูงมากและ กว่า 30 ปีที่แล้ว นักวิทยาศาสตร์พบว่าโปรตอนของรังสีคอสมิกที่มีพลังงานมากกว่า 3 * 10 19 eV ควรกระจัดกระจายกับพื้นหลังไมโครเวฟคอสมิกที่เติมพื้นที่ ดังนั้นจะไม่มีวันไปถึงโลก อย่างไรก็ตาม ในการทดลองของญี่ปุ่น AGASA มีเหตุการณ์มากกว่า 10 เหตุการณ์ที่มีรังสีคอสมิกที่มีพลังงานสูงกว่าและได้รับการลงทะเบียนแล้ว ปรากฎว่าความไม่ต่อเนื่องของอวกาศเพิ่มพลังงานที่จำเป็นสำหรับปฏิกิริยาการกระเจิงและช่วยให้โปรตอนพลังงานสูงสามารถเยี่ยมชมโลกของเราได้ หากการสังเกตของนักวิทยาศาสตร์ชาวญี่ปุ่นได้รับการยืนยันแล้ว และไม่พบคำอธิบายอื่นใด ก็สามารถสันนิษฐานได้ว่าความไม่ต่อเนื่องของพื้นที่นั้นเป็นหลักฐานจากการทดลอง

ช่องว่าง

ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงควอนตัมแบบวนซ้ำบังคับให้เรามองดูจุดกำเนิดของจักรวาลและช่วยให้เราจินตนาการว่าเกิดอะไรขึ้นทันทีหลังจากบิ๊กแบง ตามทฤษฏีสัมพัทธภาพทั่วไปในประวัติศาสตร์ของจักรวาล มีช่วงเวลาแรกที่เป็นศูนย์ซึ่งไม่สอดคล้องกับฟิสิกส์ควอนตัม การคำนวณของ Martin Bojowald ตามทฤษฎีวงรอบของแรงโน้มถ่วงควอนตัมบ่งชี้ว่าบิกแบงเป็นบิกบันซ์จริง ๆ เนื่องจากเอกภพหดตัวอย่างรวดเร็วก่อนหน้ามัน นักทฤษฎีกำลังทำงานกับโมเดลใหม่ในระยะเริ่มต้นของการพัฒนาจักรวาล ซึ่งสามารถทดสอบได้ในการสังเกตจักรวาลในไม่ช้า เป็นไปได้ว่าคุณและฉันจะโชคดีพอที่จะรู้ว่าเกิดอะไรขึ้นก่อนบิ๊กแบง
สิ่งที่สำคัญไม่น้อยไปกว่านั้นคือคำถามของค่าคงที่จักรวาล: ความหนาแน่นของพลังงานและช่องว่างที่ "ว่างเปล่า" แทรกซึมอยู่หรือไม่ บวกหรือลบ? ผลการสังเกตการณ์ CMB และมหานวดาราที่อยู่ห่างไกลบ่งชี้ว่ามีพลังงานมืดอยู่ ยิ่งไปกว่านั้น ยังเป็นบวกเพราะจักรวาลกำลังขยายตัวด้วยความเร่ง จากมุมมองของทฤษฎีความโน้มถ่วงควอนตัมแบบวนรอบ ไม่มีข้อขัดแย้งใดๆ ย้อนกลับไปในปี 1990 ฮิเดโอะ โคดามะได้แต่งสมการที่อธิบายสถานะควอนตัมของจักรวาลได้อย่างแม่นยำด้วยค่าคงที่คอสโมโลจีที่เป็นบวก
ปัญหาจำนวนหนึ่ง รวมทั้งปัญหาทางเทคนิคล้วนๆ ยังไม่ได้รับการแก้ไข ควรทำการปรับเปลี่ยนอะไรกับทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษที่มีพลังงานสูงมาก (ถ้ามี) ทฤษฎีความโน้มถ่วงควอนตัมแบบวนซ้ำจะช่วยพิสูจน์ว่าแรงต่างๆ รวมทั้งแรงโน้มถ่วง มีลักษณะของปฏิสัมพันธ์พื้นฐานเดียวหรือไม่
บางทีความโน้มถ่วงควอนตัมแบบวนซ้ำอาจเป็นทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของควอนตัม เพราะไม่มีข้อสันนิษฐานเพิ่มเติมเบื้องหลังนอกเหนือจากหลักการพื้นฐานของกลศาสตร์ควอนตัมและทฤษฎีของไอน์สไตน์ ข้อสรุปเกี่ยวกับความไม่ต่อเนื่องของกาลอวกาศ-เวลาที่อธิบายโดยโฟมสปินนั้นเป็นไปตามทฤษฎีโดยตรง และไม่ได้นำมาใช้เป็นสมมติฐานที่
อย่างไรก็ตาม ทั้งหมดที่ฉันได้พูดถึงที่นี่คือทฤษฎี บางทีพื้นที่จริง ๆ ก็ราบรื่นและต่อเนื่องในทุก ๆ ขนาดโดยพลการ จากนั้นนักฟิสิกส์จะต้องแนะนำสมมุติฐานที่ต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง เช่นในกรณีของทฤษฎีสตริง และเนื่องจากการทดสอบจะตัดสินทุกอย่างในที่สุด ฉันมีข่าวดี - สถานการณ์อาจจะชัดเจนขึ้นในอนาคตอันใกล้

วรรณกรรมเพิ่มเติม:

สามถนนสู่แรงโน้มถ่วงควอนตัม ลี สโมลิน. หนังสือพื้นฐาน พ.ศ. 2544

ควอนตัมของพื้นที่? จอห์น เบส. ธรรมชาติ เล่ม 421 น. 702-703; กุมภาพันธ์ 2546

เราอยู่ห่างจากทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของควอนตัมมากแค่ไหน? ลี สโมลิน. มีนาคม 2546 พิมพ์ล่วงหน้าที่ http://arxiv.org/hep-th/0303185

ยินดีต้อนรับสู่แรงโน้มถ่วงควอนตัม ตอนพิเศษ Physics World, Vol.16, No.11, pp. 27-50; พฤศจิกายน 2546

แรงโน้มถ่วงควอนตัม ลี สโมลิน. มีจำหน่ายที่ http://www.edge.org/3rd_culture/smolin03/smolin03_index.html

บทสรุปหลักของทฤษฎีความโน้มถ่วงควอนตัมลูปหมายถึงปริมาตรและพื้นที่ พิจารณาขอบเขตของอวกาศที่ล้อมรอบด้วยเปลือกทรงกลม B (ดูด้านบน) ตามหลักฟิสิกส์คลาสสิก (ไม่ใช่ควอนตัม) ปริมาตรสามารถแสดงได้ด้วยจำนวนบวกจริงใดๆ อย่างไรก็ตาม ตามทฤษฎีความโน้มถ่วงควอนตัมแบบวนซ้ำ มีปริมาตรน้อยที่สุดที่ไม่เป็นศูนย์ (ประมาณเท่ากับลูกบาศก์ของความยาวพลังค์ คือ 10 99 ซม. 3) และค่าของปริมาตรมากเป็นชุดตัวเลขที่ไม่ต่อเนื่อง . ในทำนองเดียวกัน มีพื้นที่ขั้นต่ำที่ไม่เป็นศูนย์ (ประมาณสี่เหลี่ยมจัตุรัสของความยาวพลังค์หรือ 10 66 ซม. 2) และพื้นที่อนุญาตที่ใหญ่กว่าแบบแยกส่วน สเปกตรัมที่ไม่ต่อเนื่องของพื้นที่ควอนตัมที่ยอมรับได้ (ซ้าย) และปริมาตรควอนตัม (กลาง) มีความคล้ายคลึงกันอย่างกว้างๆ กับระดับพลังงานควอนตัมและไฮโดรเจนที่ไม่ต่อเนื่อง (ขวา)

ไดอะแกรมที่เรียกว่า SPIN NETS ใช้เพื่อแสดงสถานะควอนตัมของพื้นที่ในระดับความยาวต่ำสุด ตัวอย่างเช่น ลูกบาศก์ (a) คือปริมาตรที่ล้อมรอบด้วยสี่เหลี่ยมจัตุรัสหกหน้า ตาข่ายหมุนที่สอดคล้องกัน (b) มีจุด (โหนด) ที่แสดงถึงระดับเสียงและหกเส้นที่แสดงถึงใบหน้า ตัวเลขข้างโหนดระบุปริมาณของปริมาตร และหมายเลขถัดจากบรรทัดระบุพื้นที่ของใบหน้าที่เกี่ยวข้อง ในกรณีนี้ปริมาตรเท่ากับแปดลูกบาศก์หน่วยพลังค์และแต่ละหน้ามีพื้นที่สี่หน่วยพลังค์ (กฎของแรงโน้มถ่วงควอนตัมลูป จำกัด ค่าที่อนุญาตของปริมาตรและพื้นที่ให้เป็นปริมาณที่แน่นอน: เฉพาะตัวเลขบางชุดเท่านั้นที่สามารถอยู่ที่เส้นและที่โหนด)
หากวางพีระมิด (c) ไว้ที่ด้านบนสุดของลูกบาศก์ เส้นที่แสดงหน้านี้ในเครือข่ายสปินจะต้องเชื่อมต่อโหนดคิวบ์กับโหนดพีระมิด (d) เส้นที่ตรงกับหน้าว่างสี่หน้าของพีระมิดและหน้าว่างห้าหน้าของลูกบาศก์จะต้องออกจากโหนดที่เกี่ยวข้อง (เพื่อความเรียบง่าย ละเว้นตัวเลข)
โดยทั่วไป ในเครือข่ายสปิน พื้นที่ควอนตัมหนึ่งควอนตัมแสดงด้วยเส้นเดียว (e) และพื้นที่ที่ประกอบด้วยควอนตัมจำนวนมากแสดงด้วยหลายบรรทัด (f) ในทำนองเดียวกัน ปริมาตรหนึ่งควอนตัมแสดงโดยหนึ่งโหนด (g) ในขณะที่ปริมาตรที่มากขึ้นประกอบด้วยโหนดจำนวนมาก (h) ดังนั้น ปริมาตรภายในเปลือกทรงกลมจะได้รับจากผลรวมของโหนดทั้งหมดที่ล้อมรอบอยู่ในนั้นและพื้นที่ผิว เท่ากับผลรวมของเส้นทั้งหมดที่ผ่านเขตแดน
ตาข่ายปั่นเป็นพื้นฐานมากกว่าโครงสร้างรูปทรงหลายเหลี่ยม: การผสมผสานของรูปทรงหลายเหลี่ยมใดๆ สามารถแสดงด้วยไดอะแกรมที่เหมาะสม แต่ตาข่ายหมุนปกติบางตัวแสดงถึงการรวมกันของปริมาตรและพื้นที่ที่ไม่สามารถทำจากรูปทรงหลายเหลี่ยมได้ ตาข่ายหมุนดังกล่าวเกิดขึ้นเมื่อพื้นที่โค้งโดยสนามโน้มถ่วงสูงหรือความผันผวนของเรขาคณิตของควอนตัมในระดับพลังค์

การเปลี่ยนแปลงของรูปแบบอวกาศระหว่างการเคลื่อนที่ของสสารและพลังงานในนั้น และระหว่างการเคลื่อนที่ของคลื่นความโน้มถ่วงผ่านวัตถุนั้น แสดงให้เห็นโดยการจัดเรียงใหม่ทีละขั้นทีละขั้นของเครือข่ายสปิน ในรูป และกลุ่มที่เกี่ยวข้องของควอนตัมวอลุ่มสามตัวรวมกันเป็นหนึ่งเดียว กระบวนการย้อนกลับยังเป็นไปได้ ในรูป ข สองวอลุ่มแบ่งพื้นที่และเชื่อมต่อกับโวลุ่มที่อยู่ติดกันด้วยวิธีที่ต่างกัน เมื่อแสดงในรูปของรูปทรงหลายเหลี่ยม รูปทรงหลายเหลี่ยมสองภาพจะรวมกันตามใบหน้าทั่วไป จากนั้นจึงแยกออก ราวกับเมื่อแยกผลึกไปตามระนาบอื่น ขั้นตอนดังกล่าวในเครือข่ายสปินไม่ได้เกิดขึ้นเฉพาะกับการเปลี่ยนแปลงขนาดใหญ่ในเรขาคณิตของอวกาศเท่านั้น แต่ยังมีความผันผวนของควอนตัมอย่างต่อเนื่องในระดับพลังค์
อีกวิธีในการแสดงขั้นตอนคือการเพิ่มมิติอื่นให้กับไดอะแกรม - เวลา ผลที่ได้คือโฟมปั่น (c) เส้นของเครือข่ายหมุนกลายเป็นระนาบ และโหนดกลายเป็นเส้น โฟมสปินที่ตัด ณ จุดหนึ่งคือเครือข่ายสปิน เมื่อทำการตัดหลายครั้งเราจะได้เฟรมของภาพยนตร์ที่บอกเกี่ยวกับการพัฒนาของเครือข่ายสปินในเวลา (d) แต่ให้สังเกตว่าวิวัฒนาการซึ่งในแวบแรกดูเหมือนจะราบรื่นและต่อเนื่อง แท้จริงแล้วเป็นการก้าวกระโดด ตาข่ายหมุนทั้งหมดที่มีเส้นสีส้ม (สามเฟรมแรก) แสดงเรขาคณิตของพื้นที่เหมือนกันทุกประการ ความยาวของเส้นไม่สำคัญ - สำหรับเรขาคณิต สิ่งสำคัญเพียงอย่างเดียวคือวิธีเชื่อมต่อเส้นและแต่ละเส้นคือหมายเลขใด ทำเครื่องหมายด้วย นี่คือสิ่งที่กำหนดตำแหน่งสัมพัทธ์และขนาดของควอนตัมของปริมาตรและพื้นที่ ดังนั้น ในรูปที่ d ในช่วงสามเฟรมแรก เรขาคณิตยังคงที่ - 3 ควอนตัมของปริมาตรและ 6 ควอนตัมของพื้นที่ จากนั้นพื้นที่จะเปลี่ยนไปอย่างกะทันหัน: ยังคงมีปริมาตร 1 ควอนตัมและพื้นที่ 3 ควอนตัมตามที่แสดงในเฟรมสุดท้าย ดังนั้นเวลาที่กำหนดโดยโฟมปั่นจะไม่เปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง แต่เป็นลำดับของขั้นตอนที่ไม่ต่อเนื่องอย่างกะทันหัน
และถึงแม้ซีเควนซ์ดังกล่าวจะแสดงเป็นเฟรมของภาพยนตร์เพื่อความชัดเจน แต่การพิจารณาวิวัฒนาการของเรขาคณิตเป็นการตีนาฬิกาแบบแยกส่วนก็ถูกต้องกว่า ด้วย "ขีด" หนึ่งอัน จะมีควอนตัมสีส้มของพื้นที่นั้น ครั้งต่อไปที่มันหายไป อันที่จริง การหายตัวไปของมันคือตัวกำหนด "ขีด" ช่วงเวลาระหว่าง "เห็บ" ที่ต่อเนื่องกันจะเท่ากับเวลาพลังค์ (10 -43 วินาที) โดยประมาณ แต่ไม่มีเวลาระหว่างพวกเขา ไม่สามารถมี "ระหว่าง" ได้เช่นเดียวกับที่ไม่มีน้ำระหว่างสองโมเลกุล H2O ที่อยู่ติดกัน

เมื่อรังสีแกมมาระเบิดอยู่ห่างจากเราหลายพันล้านปีแสง การระเบิดทันทีจะสร้างรังสีแกมมาจำนวนมหาศาล ตามทฤษฎีความโน้มถ่วงควอนตัมลูป โฟตอนเคลื่อนที่ไปตามเครือข่ายสปินใช้เส้นหลายเส้นในแต่ละช่วงเวลา กล่าวคือ บางพื้นที่ (ในความเป็นจริง มีเส้นจำนวนมากต่อควอนตัมของแสง และไม่ใช่ห้าเส้น ดังแสดงในรูป) ธรรมชาติที่ไม่ต่อเนื่องของอวกาศทำให้รังสีแกมมามีพลังงานสูงขึ้นและเดินทางเร็วขึ้นเล็กน้อย ความแตกต่างนั้นเล็กน้อยมาก แต่ในระหว่างการเดินทางในอวกาศ ผลกระทบที่สะสมมาเป็นเวลาหลายพันล้านปี หากรังสีแกมมาที่มีพลังงานต่างกันและเกิดขึ้นจากการปะทุมาถึงโลกในเวลาที่ต่างกัน นี่เป็นหลักฐานสนับสนุนทฤษฎีของแรงโน้มถ่วงควอนตัมแบบวนซ้ำ รังสีแกมมา

ช่องว่างเชื่อมต่อกันด้วยวิธีใดวิธีหนึ่ง ดังนั้นในช่วงเวลาและความยาวเพียงเล็กน้อย พวกมันจะสร้างโครงสร้างผสมกันของพื้นที่ที่ไม่ต่อเนื่องกัน และในระดับขนาดใหญ่ พวกมันจะเปลี่ยนเป็นกาล-อวกาศที่ต่อเนื่องอย่างราบรื่นอย่างราบรื่น

แรงโน้มถ่วงของวงและฟิสิกส์ของอนุภาค

ข้อดีอย่างหนึ่งของทฤษฎีแรงโน้มถ่วงควอนตัมแบบวนรอบคือความเป็นธรรมชาติที่อธิบายแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์อนุภาค

ดังนั้น Bilson-Thompson และคณะ ตั้งสมมติฐานว่าแรงโน้มถ่วงควอนตัมแบบวนซ้ำสามารถสร้างแบบจำลองมาตรฐานได้โดยการรวมการโต้ตอบพื้นฐานทั้งสี่โดยอัตโนมัติ ในเวลาเดียวกัน ด้วยความช่วยเหลือของพรีออนที่นำเสนอในรูปแบบของ brads (การผสมผสานของเส้นใยกาลอวกาศ - เวลา) มันเป็นไปได้ที่จะสร้างแบบจำลองที่ประสบความสำเร็จของรุ่นแรกของ fermion พื้นฐาน (ควาร์กและเลปตอน) ที่มีมากหรือน้อย การทำสำเนาประจุและความเท่าเทียมกันอย่างถูกต้อง

ในเอกสารต้นฉบับของ Bilson-Thompson สันนิษฐานว่า fermion รุ่นพื้นฐานที่สองและสามสามารถแสดงเป็น brad ที่ซับซ้อนกว่าได้ ในขณะที่ fermion รุ่นแรกดูเหมือนจะเป็น brad ที่ง่ายที่สุด แม้ว่าจะไม่ได้แสดงตัวอย่างเฉพาะของ brads ที่ซับซ้อนก็ตาม เป็นที่เชื่อกันว่าประจุไฟฟ้าและสี เช่นเดียวกับความเท่าเทียมกันของอนุภาคที่เป็นของคนรุ่นก่อน ๆ ควรได้รับในลักษณะเดียวกับอนุภาคของรุ่นแรก การใช้วิธีการคำนวณควอนตัมช่วยให้เราสามารถแสดงให้เห็นว่าอนุภาคชนิดนี้มีความเสถียรและไม่สลายตัวภายใต้อิทธิพลของความผันผวนของควอนตัม

โครงสร้างเทปในแบบจำลอง Bilson-Thompson ถูกนำเสนอในรูปแบบของเอนทิตีที่ประกอบด้วยเรื่องเดียวกันกับกาลอวกาศ แม้ว่าเอกสารของ Bilson-Thompson จะแสดงให้เห็นว่าสามารถหา fermions และ bosons ได้จากโครงสร้างเหล่านี้อย่างไร แต่คำถามว่า brading สามารถผลิต Higgs boson ได้อย่างไร

แอล. ฟรีเดล ( แอล. ฟรีเดล), J. Kowalski-Glikman ( J. Kowalski-Glikman) และ ก. ... งานนี้ถือได้ว่าเป็นการสนับสนุนทางทฤษฎีเพิ่มเติมสำหรับโมเดลพรีออนของ Bilson-Thompson

การใช้รูปแบบพิธีการ สปินโฟมซึ่งเกี่ยวข้องโดยตรงกับทฤษฎีความโน้มถ่วงควอนตัมแบบวนซ้ำ และอิงตามหลักการเบื้องต้นของทฤษฎีหลังเท่านั้น อนุภาคอื่นๆ ของแบบจำลองมาตรฐาน เช่น โฟตอน กลูออน และกราวิตอน สามารถทำซ้ำได้โดยไม่คำนึงถึงบิลสัน - โครงการแบรดทอมป์สันสำหรับเฟอร์มิออน อย่างไรก็ตาม ในปี 2549 พิธีการนี้ยังไม่ประสบความสำเร็จในการสร้างแบบจำลองเจลลอน แบบจำลองเจลลอนไม่มีแบรดที่สามารถใช้สร้างฮิกส์โบซอนได้ แต่โดยหลักการแล้ว โมเดลนี้ไม่ได้ปฏิเสธความเป็นไปได้ที่โบซอนนี้จะมีอยู่ในรูปแบบของระบบคอมโพสิตบางประเภท บิลสัน-ทอมป์สันตั้งข้อสังเกตว่าเนื่องจากโดยทั่วไปอนุภาคที่มีมวลสูงกว่าจะมีโครงสร้างภายในที่ซับซ้อนกว่า (โดยคำนึงถึงการบิดตัวของแบรดด้วย) โครงสร้างนี้อาจเกี่ยวข้องกับกลไกการก่อตัวมวล ตัวอย่างเช่น ในแบบจำลอง Bilson-Thompson โครงสร้างของโฟตอนที่มีมวลเป็นศูนย์จะสอดคล้องกับแบรดที่ไม่บิดเบี้ยว จริงอยู่ยังไม่ชัดเจนว่ารูปแบบโฟตอนที่ได้รับในกรอบของรูปแบบโฟมสปินนั้นสอดคล้องกับโฟตอน Bilson-Thompson ซึ่งในแบบจำลองของเขาประกอบด้วยริบบิ้นที่ไม่บิดเบี้ยวสามอัน (เป็นไปได้ที่แบบจำลองโฟตอนหลายรุ่นสามารถทำได้ สร้างขึ้นภายในกรอบของรูปแบบโฟมสปิน)

ในขั้นต้น คำว่า "พรีออน" ใช้เพื่อกำหนดอนุภาคย่อยของจุดที่รวมอยู่ในโครงสร้างของเฟอร์มิออนครึ่งสปิน (เลปตอนและควาร์ก) ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว การใช้อนุภาคจุดทำให้เกิดความขัดแย้งในวงกว้าง ในแบบจำลอง Bilson-Thompson ริบบ้อนไม่ใช่โครงสร้างแบบจุด "คลาสสิค" บิลสัน-ทอมป์สันใช้คำว่า "พรีออน" เพื่อรักษาความต่อเนื่องในคำศัพท์ แต่ใช้คำนี้เพื่อกำหนดประเภทวัตถุที่กว้างขึ้นซึ่งเป็นส่วนประกอบของโครงสร้างของควาร์ก เลปตอน และเกจโบซอน

สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจแนวทางของ Bilson-Thompson ซึ่งในแบบจำลอง preon ของเขา อนุภาคมูลฐาน เช่น อิเล็กตรอน ถูกอธิบายไว้ในแง่ของฟังก์ชันคลื่น ผลรวมของสถานะควอนตัมของโฟมสปินที่มีเฟสที่สอดคล้องกันยังอธิบายไว้ในแง่ของฟังก์ชันคลื่น ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่การใช้รูปแบบโฟมสปินจะทำให้ได้ฟังก์ชันคลื่นที่สอดคล้องกับอนุภาคมูลฐาน (โฟตอนและอิเล็กตรอน) ปัจจุบันการรวมกันของทฤษฎีอนุภาคมูลฐานกับทฤษฎีความโน้มถ่วงควอนตัมลูปเป็นพื้นที่การวิจัยที่ใช้งานมาก

ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2549 บิลสัน-ทอมป์สันแก้ไขบทความของเขา โดยสังเกตว่าแม้ว่าแบบจำลองของเขาจะได้รับแรงบันดาลใจจากแบบจำลองพรีออน แต่ก็ไม่ใช่พรีออนิกในความหมายที่เข้มงวดของคำ ดังนั้นแผนภาพทอพอโลยีจากแบบจำลองพรีออนของเขาจึงน่าจะนำไปใช้ในทฤษฎีพื้นฐานอื่นๆ ได้ เช่น ทฤษฎี M ข้อ จำกัด ทางทฤษฎีที่กำหนดในแบบจำลองพรีออนนั้นใช้ไม่ได้กับแบบจำลองของเขาเนื่องจากคุณสมบัติของอนุภาคมูลฐานไม่ได้เกิดจากคุณสมบัติของอนุภาคย่อย แต่มาจากพันธะของอนุภาคย่อยเหล่านี้ซึ่งกันและกัน (แบรด) ความเป็นไปได้อย่างหนึ่งคือ ตัวอย่างเช่น "การฝัง" preon ในทฤษฎี M หรือในทฤษฎีความโน้มถ่วงควอนตัมแบบวนซ้ำ

Sabine Hossenfelder เสนอให้พิจารณาสองคู่แข่งทางเลือกสำหรับ "ทฤษฎีของทุกสิ่ง" - ทฤษฎีสตริงและแรงโน้มถ่วงควอนตัมวนเป็นด้านของเหรียญเดียวกัน เพื่อให้แรงโน้มถ่วงควอนตัมแบบวนซ้ำไม่ขัดแย้งกับทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ จึงจำเป็นต้องแนะนำปฏิสัมพันธ์ในนั้นที่คล้ายกับที่พิจารณาในทฤษฎีสตริง ...

ปัญหาของทฤษฎี

ในฉบับดัดแปลงของบทความ บิลสัน-ทอมป์สันยอมรับว่าปัญหาที่ยังไม่ได้แก้ไขในแบบจำลองของเขาคือสเปกตรัมมวลของอนุภาค สปิน การผสมแบบคาบิบโบ และความจำเป็นในการเชื่อมโยงแบบจำลองของเขากับทฤษฎีพื้นฐานที่มากขึ้น

บทความในรุ่นที่ใหม่กว่าจะอธิบายพลวัตของแบรดโดยใช้ทรานซิชัน Pachner (อังกฤษ Pachner เคลื่อนไหว).

ดูสิ่งนี้ด้วย

ที่มาของ

• , "องค์ประกอบของวิทยาศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่"

เขียนรีวิวเกี่ยวกับ Loop Quantum Gravity

วรรณกรรม

• ลี สโมลิน สามถนนสู่แรงโน้มถ่วงควอนตัม, หนังสือพื้นฐาน, 2544.
• จอห์น เบซ, ควอนตัมของพื้นที่?, Nature เล่ม 421 น. 702-703; กุมภาพันธ์ 2546
• ลี สโมลิน,, arxiv.org/hep-th/0303185.
• ยินดีต้อนรับสู่แรงโน้มถ่วงควอนตัม ตอนพิเศษ Physics World, Vol.16, No.11, pp. 27-50; พฤศจิกายน 2546
• โอเล็ก ฟีกิน.... - M.: Eksmo, 2555 .-- 288 น. - (ความลับของจักรวาล). - 3000 เล่ม - ไอ 9785699530168.

หมายเหตุ (แก้ไข)

ทฤษฎีแรงโน้มถ่วง

ทฤษฎีมาตรฐานของแรงโน้มถ่วง	ทฤษฎีทางเลือกของแรงโน้มถ่วง	ทฤษฎีควอนตัมของแรงโน้มถ่วง	ทฤษฎีสนามแบบครบวงจร
ฟิสิกส์คลาสสิก ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป - สูตรทางคณิตศาสตร์ของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป - สูตร Hamiltonian ของสัมพัทธภาพทั่วไป หลักการ เรขาคณิต ( ภาษาอังกฤษ)	คลาสสิค สัมพัทธภาพ	แรงโน้มถ่วงวงควอนตัม แรงโน้มถ่วงกึ่งคลาสสิก ( ภาษาอังกฤษ) สามเหลี่ยมไดนามิกเชิงสาเหตุ ( ภาษาอังกฤษ) Wheeler - สมการ DeWitt ( ภาษาอังกฤษ) แรงโน้มถ่วงเหนี่ยวนำ ( ภาษาอังกฤษ) เรขาคณิตไม่เปลี่ยน ( ภาษาอังกฤษ)	หลายมิติ ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปในอวกาศหลายมิติ เครื่องสาย ทฤษฎีสตริง อื่น

ข้อความที่ตัดตอนมาการกำหนดลักษณะแรงโน้มถ่วงของควอนตัม

ใน Lysyh Gory ที่ดินของ Prince Nikolai Andreevich Bolkonsky ทุกวันพวกเขาคาดหวังการมาถึงของเจ้าชาย Andrei กับเจ้าหญิงทุกวัน แต่ความคาดหวังไม่ได้ละเมิดระเบียบที่ชีวิตดำเนินไปในบ้านของเจ้าชายเฒ่า เจ้าชายนิโคไล อันดรีวิช ผู้บัญชาการสูงสุดในสังคม le roi de Prusse [ราชาแห่ง Prusse] นับตั้งแต่ถูกเนรเทศไปยังหมู่บ้านภายใต้การดูแลของ Paul เขาอาศัยอยู่โดยไม่หยุดพักใน Bald Hills กับเจ้าหญิงลูกสาวของเขา Marya และเพื่อนของเธอ m lle Bourienne [Mademoiselle Bourienne.] และในรัชกาลใหม่แม้ว่าพระองค์จะทรงได้รับอนุญาตให้เข้าไปในเมืองหลวง พระองค์ก็ยังทรงดำเนินชีวิตต่อไปในชนบทโดยไม่มีการหยุดพัก โดยบอกว่าถ้าใครต้องการพระองค์ พระองค์จะทรงเดินทางจากมอสโกหนึ่งร้อยห้าสิบครั้งเพื่อ เทือกเขาหัวโล้น ไม่มีใครและไม่ต้องการอะไร เขากล่าวว่าความชั่วของมนุษย์มีอยู่เพียงสองแหล่ง: ความเกียจคร้านและไสยศาสตร์ และคุณธรรมมีเพียงสองอย่างเท่านั้น: กิจกรรมและสติปัญญา ตัวเขาเองมีส่วนร่วมในการเลี้ยงดูลูกสาวของเขาและเพื่อพัฒนาคุณธรรมหลักทั้งสองในตัวเธอจนกระทั่งอายุยี่สิบขวบเขาได้ให้บทเรียนพีชคณิตและเรขาคณิตแก่เธอและแจกจ่ายทั้งชีวิตของเธอในการศึกษาต่อเนื่อง ตัวเขาเองยุ่งอยู่ตลอดเวลาไม่ว่าจะเขียนบันทึกความทรงจำหรือคำนวณจากคณิตศาสตร์ชั้นสูง จากนั้นจึงเปลี่ยนกล่องยานัตถุ์บนเครื่องจักร จากนั้นทำงานในสวนและสังเกตอาคารต่างๆ ที่ไม่ได้หยุดอยู่ที่ที่ดินของเขา เนื่องจากเงื่อนไขหลักสำหรับกิจกรรมคือความสงบเรียบร้อย ความสงบเรียบร้อยในวิถีชีวิตของเขาจึงถูกนำมาสู่ระดับความถูกต้องสุดท้าย การออกจากโต๊ะของเขาทำขึ้นภายใต้เงื่อนไขที่ไม่เปลี่ยนแปลงเช่นเดียวกัน และไม่เพียงแต่ในชั่วโมงเดียวกัน แต่ยังอยู่ในนาทีเดียวกันด้วย กับผู้คนรอบตัวเขา ตั้งแต่ลูกสาวจนถึงคนรับใช้ เจ้าชายก็เข้มงวดและเรียกร้องอย่างไม่ลดละ และด้วยเหตุนี้ พระองค์จึงทรงปลุกความกลัวและความเคารพในตนเองโดยไม่โหดร้าย ซึ่งคนที่โหดร้ายที่สุดไม่สามารถทำได้โดยง่าย แม้ว่าเขาจะเกษียณอายุและไม่มีความสำคัญในกิจการของรัฐอีกต่อไปแล้ว หัวหน้าแต่ละจังหวัดซึ่งเป็นทรัพย์สินของเจ้าชายถือเป็นหน้าที่ของเขาที่จะมาหาเขา และเช่นเดียวกับสถาปนิก ชาวสวน หรือเจ้าหญิงมารียา ต่างก็รอคอย เวลาที่กำหนดของทางออกของเจ้าชายในห้องบริกรชั้นสูง และทุกคนในห้องบริกรนี้รู้สึกถึงความเคารพและความกลัวแบบเดียวกัน ในขณะที่ประตูห้องศึกษาที่สูงใหญ่เปิดออก และร่างเล็กๆ ของชายชราในวิกผมผงก็ปรากฏตัวขึ้นด้วยมือเล็กๆ ที่แห้งและคิ้วที่หลบตาสีเทาในบางครั้ง ขณะที่เขาขมวดคิ้ว บดบังความเฉลียวฉลาดของดวงตาที่สดใสราวกับเด็กหนุ่ม
ในวันที่เด็กมาถึง ในตอนเช้า ตามปกติ เจ้าหญิงมารีอา ในเวลาที่กำหนดเข้าไปในห้องบริกรเพื่อทักทายตอนเช้า และให้บัพติศมาด้วยความกลัวและอ่านคำอธิษฐานจากภายใน เธอเข้าไปทุกวันและสวดอ้อนวอนทุกวันขอให้การมาเยือนครั้งนี้ผ่านไปด้วยดี
คนรับใช้แก่ผงแป้งซึ่งนั่งอยู่ในห้องบริกรลุกขึ้นด้วยการเคลื่อนไหวอย่างเงียบ ๆ และรายงานด้วยเสียงกระซิบ: "ได้โปรด"
ได้ยินเสียงเครื่องคงที่จากด้านหลังประตู เจ้าหญิงดึงประตูที่เปิดออกเบา ๆ อย่างนุ่มนวลและหยุดที่ทางเข้า เจ้าชายทำงานที่เครื่องจักรและมองไปรอบ ๆ ทำงานต่อ
สำนักงานขนาดใหญ่เต็มไปด้วยสิ่งของที่ใช้อย่างไม่หยุดหย่อน โต๊ะขนาดใหญ่ที่วางหนังสือและแผนผัง ตู้กระจกสูงของห้องสมุดพร้อมกุญแจที่ประตู โต๊ะเขียนหนังสือสูงในท่ายืน ซึ่งวางสมุดบันทึกที่เปิดอยู่ เครื่องกลึง พร้อมเครื่องมือและขี้เลื่อยที่กางออกกระจายอยู่รอบๆ - ทุกอย่าง มีกิจกรรมที่สม่ำเสมอ หลากหลาย และเหมาะสม จากการเคลื่อนไหวของขาเล็กๆ ที่สวมรองเท้าตาตาร์ ปักด้วยเงิน จากเงื้อมมืออันแน่นหนาของพระหัตถ์ที่ผอมเพรียว เจ้าชายยังคงเห็นพละกำลังที่ดื้อรั้นและยืนยาวของวัยชรา หลังจากทำวงกลมหลายวงแล้ว เขาก็เอาเท้าออกจากแป้นเหยียบของเครื่อง เช็ดสิ่ว โยนมันลงในกระเป๋าหนังที่ติดอยู่กับเครื่อง แล้วกวักมือเรียกลูกสาวไปที่โต๊ะ เขาไม่เคยให้พรลูก ๆ ของเขาและเพียงหันแก้มที่แก้มซึ่งยังไม่โกนหนวดในวันนี้พูดกับเธออย่างเข้มงวดและในขณะเดียวกันก็มองดูเธออย่างตั้งใจ:
- สุขภาพแข็งแรงมั้ย ...นั่งลงสิ!
เขาหยิบสมุดโน้ตทรงเรขาคณิตที่เขียนไว้ในมือ แล้วขยับเก้าอี้ด้วยเท้าของเขา
- สำหรับพรุ่งนี้! - เขาพูด ค้นหาหน้าอย่างรวดเร็วและจากย่อหน้าไปยังการทำเครื่องหมายถัดไปด้วยเล็บที่แข็ง
เจ้าหญิงก้มลงไปที่โต๊ะเหนือสมุดบันทึก
“เดี๋ยวก่อน จดหมายถึงเธอ” จู่ๆ ชายชราก็พูด พลางหยิบซองจดหมายที่เขียนไว้ในมือของผู้หญิงคนหนึ่งออกจากกระเป๋าที่ติดอยู่เหนือโต๊ะแล้วโยนลงบนโต๊ะ
ใบหน้าของเจ้าหญิงเต็มไปด้วยจุดสีแดงเมื่อเห็นจดหมาย เธอรีบหยิบมันและก้มลงไปหามัน
- จากเอลอยส์? - ถามเจ้าชายด้วยรอยยิ้มเย็น ๆ แสดงให้เห็นฟันยังแข็งแรงและสีเหลือง
“ใช่ จากจูลี่” เจ้าหญิงกล่าว มองอย่างขลาดกลัวและยิ้มอย่างขี้อาย
“ข้าจะข้ามจดหมายอีกสองฉบับ และอ่านฉบับที่สาม” เจ้าชายตรัสอย่างเคร่งขรึม “ข้าเกรงว่าเจ้าจะเขียนเรื่องไร้สาระมากมาย” จะอ่านตอนสาม
- อ่านอย่างน้อยนี้ mon pere [พ่อ] - ตอบเจ้าหญิงหน้าแดงมากขึ้นและยื่นจดหมายให้เขา
“ประการที่สาม ฉันพูด ครั้งที่สาม” เจ้าชายตะโกนสั้นๆ ผลักจดหมายออกไป และเอนข้อศอกลงบนโต๊ะ ผลักสมุดบันทึกด้วยภาพวาดเรขาคณิต
`` เอาละ มาดาม " ชายชราเริ่ม โน้มตัวเข้าไปใกล้ลูกสาวของเขาเหนือสมุดบันทึก และวางมือข้างหนึ่งบนเก้าอี้ที่เจ้าหญิงนั่งอยู่ เพื่อให้เจ้าหญิงรู้สึกว่าตัวเองถูกล้อมรอบไปด้วยทุกด้าน กลิ่นบุหรี่และกลิ่นฉุนวัยชราของพ่อที่เธอรู้จักมานาน... - เอาล่ะ มาดาม สามเหลี่ยมเหล่านี้เหมือนกัน โปรดดูมุม abc ...
เจ้าหญิงมองดูดวงตาที่เปล่งประกายของบิดาของเธออย่างใกล้ชิดด้วยความตกใจ รอยแดงระยิบระยับบนใบหน้าของเธอ และเห็นได้ชัดว่าเธอไม่เข้าใจอะไรเลย และกลัวมากว่าความกลัวจะทำให้เธอไม่เข้าใจการตีความต่อไปของพ่อไม่ว่าจะชัดเจนแค่ไหนก็ตาม ไม่ว่าครูจะถูกตำหนิหรือนักเรียนถูกตำหนิ แต่ทุก ๆ วันสิ่งเดียวกันก็ซ้ำแล้วซ้ำอีก: ดวงตาของเจ้าหญิงหรี่ลง เธอไม่เห็นอะไร ไม่ได้ยิน เธอเพียงรู้สึกหน้าแห้งของพ่อที่เข้มงวดของเธอที่อยู่ใกล้เธอ รู้สึกถึงลมหายใจและกลิ่นของเขา และคิดเพียงว่าเธอจะออกจากสำนักงานโดยเร็วที่สุดได้อย่างไร และเข้าใจปัญหาในพื้นที่เปิดโล่งของเธอเอง
ชายชราเสียอารมณ์: เขาผลักและดึงเก้าอี้ที่เขานั่งด้วยการชน พยายามทำตัวให้เย็น และเกือบทุกครั้งที่เขาตื่นเต้น ดุ และบางครั้งก็ขว้างสมุดโน้ต
เจ้าหญิงเข้าใจผิดในคำตอบของเธอ
- ไม่โง่ได้ยังไง! - ตะโกนเจ้าชายผลักสมุดออกแล้วหันกลับอย่างรวดเร็ว แต่ทันทีลุกขึ้นเดินแตะผมของเจ้าหญิงด้วยมือของเขาแล้วนั่งลงอีกครั้ง
เขาขยับเข้าไปใกล้และตีความต่อไป
“คุณทำไม่ได้ เจ้าหญิง คุณทำไม่ได้” เขากล่าวขณะที่เจ้าหญิงหยิบและปิดสมุดจดบทเรียนที่ได้รับมอบหมายแล้ว กำลังเตรียมที่จะจากไป “คณิตศาสตร์เป็นสิ่งที่ดีมาก ท่านหญิง และฉันไม่ต้องการให้คุณเป็นเหมือนผู้หญิงที่โง่เขลาของเรา จะทนตกหลุมรัก เขาเอามือตบแก้มเธอ - อึจะกระโดดออกจากหัวของฉัน
เธอต้องการจะจากไป เขาหยุดเธอด้วยท่าทางและหยิบหนังสือเล่มใหม่ที่ไม่ได้เจียระไนออกมาจากโต๊ะสูง
- นี่คือกุญแจอีกดอกของศีลระลึกที่ Eloise ของคุณส่งถึงคุณ เคร่งศาสนา. และฉันไม่รบกวนศรัทธาของใคร ... ฉันมอง รับมัน. เอาล่ะ ไป!
เขาตบไหล่เธอและล็อคประตูข้างหลังเธอ
เจ้าหญิงมารีอากลับมาที่ห้องของเธอด้วยความโศกเศร้า การแสดงออกที่น่ากลัวที่แทบจะไม่ทิ้งเธอไปและทำให้เธอดูน่าเกลียด ป่วยดูน่าเกลียดมากขึ้น นั่งลงที่โต๊ะทำงานของเธอ เต็มไปด้วยรูปคนย่อส่วน และเกลื่อนไปด้วยสมุดบันทึกและหนังสือ เจ้าหญิงก็วุ่นวายพอๆ กับที่พ่อของเธอมีฐานะดี เธอวางสมุดบันทึกเรขาคณิตและเปิดจดหมายอย่างกระตือรือร้น จดหมายนี้มาจากเพื่อนสนิทที่สุดของเจ้าหญิงตั้งแต่เด็ก เพื่อนคนนี้เป็นคนเดียวกันกับ Julie Karagina ซึ่งเป็นวันเกิดของ Rostovs:
จูลี่เขียนว่า:
"Chere et excellente amie, quelle เลือกแย่ et effrayante que l" ไม่มี J "ai beau me dire que la moitie de mon การดำรงอยู่ et de mon bonheur est en vous, que malgre la Distance quinous separe, nos coeurs sont unis par des liens ไม่ละลายน้ำ; le mien se revolte contre la destinee, et je ne puis, malgre les plaisirs et les Distractions qui m "entourent, vaincre une suree tristesse cachee que je ressens au fond du coeur depuis notreการแยก. Pourquoi ne sommes reuniest nous, dans votre คณะรัฐมนตรีที่ยิ่งใหญ่ sur le canape bleu, le canape a trusts? Pourquoi ne puis je, comme il ya trois mois, puiser de nouvelles กองกำลังศีลธรรม dans votre พิจารณา si doux, si Calme et si penetrant, พิจารณา que j "etmais tant tant je crois voir devant moi, quand je vous ecris "
[หวานและ เพื่อนอันล้ำค่าการแยกจากกันเป็นสิ่งที่น่ากลัวและน่ากลัวจริงๆ! ต่อให้พูดกับตัวเองว่าครึ่งหนึ่งของการดำรงอยู่และความสุขของฉันอยู่ในเธอเพียงใด ที่แม้ระยะทางที่พรากเราจากกัน ใจของเราก็รวมเป็นหนึ่งด้วยพันธะที่แยกกันไม่ออก ใจของฉันก็ขุ่นเคืองต่อโชคชะตาและถึงแม้จะสุขและ การกระจัดกระจายที่ล้อมรอบตัวฉัน ฉันไม่สามารถระงับความโศกเศร้าที่ซ่อนอยู่ซึ่งฉันรู้สึกได้ในส่วนลึกของหัวใจตั้งแต่เราแยกทางกัน ทำไมเราไม่อยู่ด้วยกันเหมือนฤดูร้อนที่แล้ว ในสำนักงานใหญ่ของคุณ บนโซฟาสีน้ำเงิน บนโซฟาของ "คำสารภาพ"? เหตุใดฉันจึงไม่อาจได้รับพลังทางศีลธรรมใหม่จากการจ้องมองของคุณ อ่อนโยน สงบเสงี่ยม และหยั่งรู้อย่างที่ฉันทำเมื่อ 3 เดือนที่แล้ว ซึ่งฉันรักมากและฉันเห็นตรงหน้าฉันในนาทีที่ฉันเขียนถึงคุณ]
เมื่ออ่านประเด็นนี้แล้ว เจ้าหญิงมารีอาก็ถอนหายใจและมองย้อนกลับไปที่ท่าเรือซึ่งยืนอยู่ทางขวาของพระนาง กระจกสะท้อนร่างกายที่อ่อนแอที่น่าเกลียดและใบหน้าผอมบาง ดวงตาเศร้าเสมอตอนนี้กำลังมองตัวเองอย่างสิ้นหวังในกระจกโดยเฉพาะ “เธอยกยอฉัน” เจ้าหญิงคิด หันกลับไปและอ่านต่อไป อย่างไรก็ตาม จูลี่ไม่ได้ประจบกับเพื่อนของเธอ แท้จริงแล้ว ดวงตาของเจ้าหญิงที่ใหญ่โต ลึกและเปล่งประกาย (ราวกับแสงอันอบอุ่นที่บางครั้งออกมาจากพวกเขาในฟ่อนข้าว) นั้นดีมากถึงแม้จะดูน่าเกลียดก็ตาม ทั้งใบหน้า ดวงตาคู่นี้ดูมีเสน่ห์มากกว่าความงาม แต่เจ้าหญิงไม่เคยเห็นการแสดงออกที่ดีในดวงตาของเธอ การแสดงออกที่พวกเขาใช้ในช่วงเวลาเหล่านั้นเมื่อเธอไม่ได้คิดถึงตัวเอง เช่นเดียวกับทุกคน ใบหน้าของเธอมีสีหน้าเครียด ผิดธรรมชาติ และชั่วร้าย ทันทีที่เธอมองเข้าไปในกระจก เธอยังคงอ่าน: 211

วิทยาลัย YouTube

• 1 / 5

  ผู้ก่อตั้ง "ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงควอนตัมลูป" ในยุค 80 ของศตวรรษที่ XX ได้แก่ Lee Smolin, Abei Ashtekar, Ted Jacobson (ภาษาอังกฤษ)และ Carlo Rovelli [ลบแม่แบบ]. ตามทฤษฎีนี้ พื้นที่และเวลาประกอบด้วยส่วนต่างๆ ที่ไม่ต่อเนื่องกัน เซลล์ควอนตัมขนาดเล็กของอวกาศเหล่านี้เชื่อมต่อกันด้วยวิธีใดวิธีหนึ่ง ดังนั้นในช่วงเวลาและความยาวที่น้อย พวกมันจะสร้างโครงสร้างพื้นที่ที่แตกต่างกันและแยกจากกัน และในสเกลขนาดใหญ่ พวกมันจะเปลี่ยนเป็นกาล-อวกาศที่ราบรื่นต่อเนื่องอย่างราบรื่น

  แรงโน้มถ่วงของวงและฟิสิกส์ของอนุภาค

  ข้อดีอย่างหนึ่งของทฤษฎีแรงโน้มถ่วงควอนตัมแบบวนรอบคือความเป็นธรรมชาติที่อธิบายแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์อนุภาค

  ดังนั้น Bilson-Thompson et al. ตั้งสมมติฐานว่าทฤษฎีแรงโน้มถ่วงควอนตัมแบบวนซ้ำสามารถสร้างแบบจำลองมาตรฐานได้โดยการรวมการโต้ตอบพื้นฐานทั้งสี่โดยอัตโนมัติ ในเวลาเดียวกัน ด้วยความช่วยเหลือของพรีออนที่นำเสนอในรูปแบบของ brads (การผสมผสานของเส้นใยกาลอวกาศ - เวลา) มันเป็นไปได้ที่จะสร้างแบบจำลองที่ประสบความสำเร็จของรุ่นแรกของ fermion พื้นฐาน (ควาร์กและเลปตอน) ที่มีมากหรือน้อย การทำสำเนาประจุและความเท่าเทียมกันอย่างถูกต้อง

  ในเอกสารต้นฉบับของ Bilson-Thompson สันนิษฐานว่า fermion รุ่นพื้นฐานที่สองและสามสามารถแสดงเป็น brad ที่ซับซ้อนกว่าได้ ในขณะที่ fermion รุ่นแรกดูเหมือนจะเป็น brad ที่ง่ายที่สุด แม้ว่าจะไม่ได้แสดงตัวอย่างเฉพาะของ brads ที่ซับซ้อนก็ตาม เป็นที่เชื่อกันว่าประจุไฟฟ้าและสี เช่นเดียวกับความเท่าเทียมกันของอนุภาคที่เป็นของคนรุ่นก่อน ๆ ควรได้รับในลักษณะเดียวกับอนุภาคของรุ่นแรก การใช้วิธีการคำนวณควอนตัมช่วยให้เราสามารถแสดงให้เห็นว่าอนุภาคชนิดนี้มีความเสถียรและไม่สลายตัวภายใต้อิทธิพลของความผันผวนของควอนตัม

  โครงสร้างเทปในแบบจำลอง Bilson-Thompson ถูกนำเสนอในรูปแบบของเอนทิตีที่ประกอบด้วยเรื่องเดียวกันกับกาลอวกาศ แม้ว่าเอกสารของ Bilson-Thompson จะแสดงให้เห็นว่าสามารถหา fermions และ bosons ได้จากโครงสร้างเหล่านี้อย่างไร แต่คำถามว่า brading สามารถผลิต Higgs boson ได้อย่างไร

  แอล. ฟรีเดล ( แอล. ฟรีเดล), J. Kowalski-Glikman ( J. Kowalski-Glikman) และ ก. ... งานนี้ถือได้ว่าเป็นการสนับสนุนทางทฤษฎีเพิ่มเติมสำหรับโมเดลพรีออนของ Bilson-Thompson

  การใช้รูปแบบพิธีการ สปินโฟมซึ่งเกี่ยวข้องโดยตรงกับทฤษฎีความโน้มถ่วงควอนตัมแบบวนซ้ำ และอิงตามหลักการเบื้องต้นของทฤษฎีหลังเท่านั้น อนุภาคอื่นๆ ของแบบจำลองมาตรฐาน เช่น โฟตอน กลูออน และกราวิตอน สามารถทำซ้ำได้โดยไม่คำนึงถึงบิลสัน - โครงการแบรดทอมป์สันสำหรับเฟอร์มิออน อย่างไรก็ตาม ในปี 2549 พิธีการนี้ยังไม่ประสบความสำเร็จในการสร้างแบบจำลองเจลลอน แบบจำลองเจลลอนไม่มีแบรดที่สามารถใช้สร้างฮิกส์โบซอนได้ แต่โดยหลักการแล้ว โมเดลนี้ไม่ได้ปฏิเสธความเป็นไปได้ที่โบซอนนี้จะมีอยู่ในรูปแบบของระบบคอมโพสิตบางประเภท บิลสัน-ทอมป์สันตั้งข้อสังเกตว่าเนื่องจากโดยทั่วไปอนุภาคที่มีมวลสูงกว่าจะมีโครงสร้างภายในที่ซับซ้อนกว่า (โดยคำนึงถึงการบิดตัวของแบรดด้วย) โครงสร้างนี้อาจเกี่ยวข้องกับกลไกการก่อตัวมวล ตัวอย่างเช่น ในแบบจำลอง Bilson-Thompson โครงสร้างของโฟตอนที่มีมวลเป็นศูนย์จะสอดคล้องกับแบรดที่ไม่บิดเบี้ยว จริงอยู่ยังไม่ชัดเจนว่ารูปแบบโฟตอนที่ได้รับในกรอบของรูปแบบโฟมสปินนั้นสอดคล้องกับโฟตอน Bilson-Thompson ซึ่งในแบบจำลองของเขาประกอบด้วยริบบิ้นที่ไม่บิดเบี้ยวสามอัน (เป็นไปได้ที่แบบจำลองโฟตอนหลายรุ่นสามารถทำได้ สร้างขึ้นภายในกรอบของรูปแบบโฟมสปิน)

  ในขั้นต้น คำว่า "พรีออน" ใช้เพื่อกำหนดอนุภาคย่อยของจุดที่รวมอยู่ในโครงสร้างของเฟอร์มิออนครึ่งสปิน (เลปตอนและควาร์ก) ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว การใช้อนุภาคจุดทำให้เกิดความขัดแย้งในวงกว้าง ในแบบจำลอง Bilson-Thompson ริบบ้อนไม่ใช่โครงสร้างแบบจุด "คลาสสิค" บิลสัน-ทอมป์สันใช้คำว่า "พรีออน" เพื่อรักษาความต่อเนื่องในคำศัพท์ แต่ใช้คำนี้เพื่อกำหนดประเภทวัตถุที่กว้างขึ้นซึ่งเป็นส่วนประกอบของโครงสร้างของควาร์ก เลปตอน และเกจโบซอน

  สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจแนวทางของ Bilson-Thompson ซึ่งในแบบจำลอง preon ของเขา อนุภาคมูลฐาน เช่น อิเล็กตรอน ถูกอธิบายไว้ในแง่ของฟังก์ชันคลื่น ผลรวมของสถานะควอนตัมของโฟมสปินที่มีเฟสที่สอดคล้องกันยังอธิบายไว้ในแง่ของฟังก์ชันคลื่น ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่การใช้รูปแบบโฟมสปินจะทำให้ได้ฟังก์ชันคลื่นที่สอดคล้องกับอนุภาคมูลฐาน (โฟตอนและอิเล็กตรอน) ปัจจุบันการรวมกันของทฤษฎีอนุภาคมูลฐานกับทฤษฎีความโน้มถ่วงควอนตัมลูปเป็นพื้นที่การวิจัยที่ใช้งานมาก

  ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2549 บิลสัน-ทอมป์สันแก้ไขบทความของเขา โดยสังเกตว่าแม้ว่าแบบจำลองของเขาจะได้รับแรงบันดาลใจจากแบบจำลองพรีออน แต่ก็ไม่ใช่พรีออนิกในความหมายที่เข้มงวดของคำ ดังนั้นแผนภาพทอพอโลยีจากแบบจำลองพรีออนของเขาจึงน่าจะนำไปใช้ในทฤษฎีพื้นฐานอื่นๆ ได้ เช่น ทฤษฎี M ข้อ จำกัด ทางทฤษฎีที่กำหนดในแบบจำลองพรีออนนั้นใช้ไม่ได้กับแบบจำลองของเขาเนื่องจากคุณสมบัติของอนุภาคมูลฐานไม่ได้เกิดจากคุณสมบัติของอนุภาคย่อย แต่มาจากพันธะของอนุภาคย่อยเหล่านี้ซึ่งกันและกัน (แบรด) ความเป็นไปได้อย่างหนึ่งคือ ตัวอย่างเช่น "การฝัง" preon ในทฤษฎี M หรือในทฤษฎีความโน้มถ่วงควอนตัมแบบวนซ้ำ

  Sabine Hossenfelder เสนอให้พิจารณาสองคู่แข่งทางเลือกสำหรับ "ทฤษฎีของทุกสิ่ง" - ทฤษฎีสตริงและแรงโน้มถ่วงควอนตัมวนเป็นด้านของเหรียญเดียวกัน เพื่อให้แรงโน้มถ่วงควอนตัมแบบวนซ้ำไม่ขัดแย้งกับทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ จึงจำเป็นต้องแนะนำปฏิสัมพันธ์ในนั้นที่คล้ายกับที่พิจารณาในทฤษฎีสตริง ...

  ปัญหาของทฤษฎี

  ในฉบับดัดแปลงของบทความ บิลสัน-ทอมป์สันยอมรับว่าปัญหาที่ยังไม่ได้แก้ไขในแบบจำลองของเขาคือสเปกตรัมมวลของอนุภาค สปิน การผสมแบบคาบิบโบ และความจำเป็นในการเชื่อมโยงแบบจำลองของเขากับทฤษฎีพื้นฐานที่มากขึ้น

  บทความนี้ในรุ่นที่ใหม่กว่าจะอธิบายถึงการเปลี่ยนแปลงของแบรดโดยใช้การเคลื่อนไหวของ Pachner

  « ภายในสามหน้า เซอร์ไอแซก นิวตันกำลังอธิบายกฎความโน้มถ่วงให้นายหญิงกวิน ผู้ซึ่งบอกเป็นนัยว่าเธอต้องการจะทำสิ่งตอบแทน.»

  (อ. คลาร์ก ฝุ่นจันทร์ร่วง)

  แน่นอนว่าฉันไม่สามารถทิ้งความคิดเห็นไว้อย่างสมบูรณ์ในบทความของ A. Sen เรื่อง "การแก้ไขลอการิทึมของ Schwarzschild และเอนโทรปีของหลุมดำที่ไม่รุนแรงอื่น ๆ ในมิติต่างๆ" ซึ่งฉันได้เรียนรู้เกี่ยวกับเว็บไซต์ของ Lubos Motl ฉันจะพยายามเขียนเกี่ยวกับสิ่งที่ LM ไม่ได้เขียนถึง :) นอกจากนี้ บทความที่น่าสนใจคือนำเสนอผลลัพธ์ของการแก้ไขลูปลอการิทึมให้กับสูตร Bekenstein - Hawking สำหรับเอนโทรปี หลุมดำ

  $$ S = \ frac (A) (4) \, $$

  ซึ่งฉันจะไม่พูดถึง มันยังให้การเปรียบเทียบที่เป็นประโยชน์ของผลลัพธ์เหล่านี้กับผลลัพธ์ที่ได้จากกิจกรรมที่น่าสงสัยที่เรียกว่าลูปควอนตัมแรงโน้มถ่วง การเปรียบเทียบแสดงให้เห็นว่าแรงโน้มถ่วงควอนตัมลูปทำนายการแก้ไขลอการิทึมที่ไม่ถูกต้องสำหรับสูตร Bekenstein-Hawking จำได้ว่าสูตร Bekenstein-Hawking ถูกอนุมานด้วยแรงโน้มถ่วงควอนตัมแบบวนซ้ำได้อย่างไร เราสามารถพูดได้อย่างปลอดภัยว่าแรงโน้มถ่วงควอนตัมแบบวนซ้ำเป็นโครงสร้างที่ไม่ถูกต้อง

  โดยทั่วไปการให้เหตุผลมีดังนี้ คุณกำลังพิจารณา การตัดสินใจร่วมกันหลุมดำในบางช่วงเวลา หลุมดำมีมวล NS, ค่าใช้จ่าย NSและโมเมนตัมเชิงมุม NS... สองตัวสุดท้ายผันตามศักย์ทางเคมี μ และความเร็วเชิงมุมการหมุนของหลุมดำ ω ... คุณสามารถสรุปได้ว่าคุณมีประจุหลายตัวและมีศักย์เคมีหลายอย่าง ซึ่งไม่จำเป็น ศักยภาพทางอุณหพลศาสตร์ถูกกำหนดโดยสูตร

  $$ \ Omega = E-TS + \ omega J + \ mu Q \, $$

  ที่ไหน NS = 1/β คือ อุณหภูมิของหลุมดำ

  แรงโน้มถ่วงควอนตัมแบบยุคลิดอธิบายโดยอินทิกรัลเชิงฟังก์ชัน

  $$ Z (\ beta, \, \ omega, \, \ mu) = \ int D \ Psi e ^ (- S_E [\ Psi]) \, $$

  โดยที่ Ψ หมายถึงฟิลด์ทั้งหมดที่มีอยู่

  แต่ในทางกลับกัน อินทิกรัลเชิงฟังก์ชันให้นิพจน์สำหรับฟังก์ชันพาร์ติชั่นขนาดใหญ่ ซึ่งสามารถคำนวณศักย์ทางอุณหพลศาสตร์ได้:

  $$ \ Omega = -T \ log Z \,. $$

  เป็นผลให้เราได้รับสูตรสำหรับเอนโทรปีของหลุมดำ:

  $$ S (M, \, J, \, Q) = \ log Z + \ beta (M + \ omega J + \ mu Q) \,. $$

  ในแรงโน้มถ่วงแบบคลาสสิก Zมันเป็นเพียงพลังที่มีเครื่องหมายตรงกันข้ามของการกระทำแบบคลาสสิกซึ่งคำนวณจากสนามที่ตอบสนองสมการการเคลื่อนที่แบบคลาสสิก

  $$ Z_ (cl) (\ beta, \, \ omega, \, \ mu) = e ^ (- S_ (cl) [\ Psi_ (cl)]) \,. $$

  นอกจากนี้ เอฟเฟกต์ควอนตัมที่คำนึงถึงการวนซ้ำจะเปลี่ยนผลลัพธ์นี้ อันเป็นผลมาจากการที่เอนโทรปีได้รับการแก้ไขด้วย การแก้ไขชั้นนำกลายเป็นสัดส่วนกับพื้นที่ขอบฟ้าหลุมดำ ค่าสัมประสิทธิ์เป็นสิ่งสำคัญ การใช้หลุมดำชวาร์ซชิลด์เป็นตัวอย่าง: if NSคือรัศมีของหลุมดำในหน่วยความยาวพลังค์ จากนั้นการแก้ไขเอนโทรปีในการประมาณหนึ่งวงคือ

  $$ \ Delta S \ simeq 1.71 \ log a \,. $$

  ทำนายแรงโน้มถ่วงควอนตัม

  $$ \ Delta S \ simeq -2 \ log a \,. $$

  นี่เป็นผลลัพธ์ที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิง

  
  

  แปดสิบปีผ่านไปตั้งแต่นักฟิสิกส์ตระหนักว่าทฤษฎีของกลศาสตร์ควอนตัมและแรงโน้มถ่วงเข้ากันไม่ได้ และความลึกลับของการรวมกันยังคงไม่ได้รับการแก้ไข ในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา นักวิจัยได้ศึกษาปัญหานี้ในสองวิธีที่แตกต่างกัน - ผ่านทฤษฎีสตริงและผ่านแรงโน้มถ่วงควอนตัม - ซึ่งผู้ปฏิบัติงานของพวกเขาพบว่าไม่เข้ากัน แต่นักวิชาการบางคนโต้แย้งว่าจำเป็นต้องรวมความพยายามเพื่อความก้าวหน้า

  ท่ามกลางความพยายามที่จะรวมทฤษฎีควอนตัมและแรงโน้มถ่วงเข้าด้วยกัน ทฤษฎีสตริงได้รับความสนใจมากที่สุด หลักการพื้นฐานนั้นเรียบง่าย: ทุกอย่างประกอบขึ้นจากเชือกเส้นเล็ก สตริงสามารถลัดวงจรหรือวงจรเปิดได้ พวกเขาสามารถสั่น ยืด รวมหรือสลายตัว และในความหลากหลายนี้มีคำอธิบายของปรากฏการณ์ที่สังเกตได้ทั้งหมด รวมทั้งสสารและกาลอวกาศด้วย

  ในทางกลับกัน แรงโน้มถ่วงควอนตัม (QGG) ให้ ค่าน้อยกว่าสสารที่มีอยู่ในกาลอวกาศและเน้นที่คุณสมบัติของกาลอวกาศเองมากกว่า ในทฤษฎีของ PCG กาลอวกาศคือเครือข่าย พื้นหลังเรียบๆ ของทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของไอน์สไตน์ถูกแทนที่ด้วยนอตและลิงก์ที่กำหนดคุณสมบัติของควอนตัม ดังนั้นพื้นที่จึงถูกสร้างขึ้นจากชิ้นส่วนที่แยกจากกัน PKG ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการศึกษาชิ้นส่วนเหล่านี้

  วิธีการนี้ได้รับการพิจารณาว่าไม่เข้ากันกับทฤษฎีสตริงมานานแล้ว อันที่จริง ความแตกต่างนั้นชัดเจนและลึกซึ้ง สำหรับผู้เริ่มต้น PCG จะศึกษาชิ้นส่วนของกาลอวกาศ ในขณะที่ทฤษฎีสตริงศึกษาพฤติกรรมของวัตถุในกาลอวกาศ ปัญหาทางเทคนิคยังแบ่งปันพื้นที่เหล่านี้ ทฤษฎีสตริงต้องใช้ 10 มิติในอวกาศ PCG ในมิติที่สูงกว่าไม่ทำงาน ทฤษฎีสตริงถือว่าสมมาตรยิ่งยวด ซึ่งอนุภาคทั้งหมดยังมีพันธมิตรที่ยังไม่ได้ค้นพบ สมมาตรยิ่งยวดไม่ได้มีอยู่ใน PCG
  
  ความแตกต่างเหล่านี้และอื่นๆ ได้แบ่งชุมชนนักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีออกเป็นสองค่าย Dorje Pullin นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐลุยเซียนาและผู้เขียนร่วมของตำรา PCG กล่าวว่า "การประชุมถูกแบ่งแยกออกไป - ลูปเปอร์ไปคอนเฟซแบบวนซ้ำ ผู้เล่นสตริงไปที่สตริง ตอนนี้พวกเขาไม่ไปประชุมเรื่อง "ฟิสิกส์" ด้วยซ้ำ ฉันคิดว่านี่เป็นเรื่องที่น่าเสียดายมาก "

  แต่หลายปัจจัยอาจผลักดันให้ค่ายเหล่านี้ใกล้ชิดกันมากขึ้น การค้นพบทางทฤษฎีใหม่ได้เน้นถึงความคล้ายคลึงที่เป็นไปได้ระหว่าง PCG และทฤษฎีสตริง นักทฤษฎีสตริงรุ่นใหม่ได้ก้าวไปไกลกว่าทฤษฎีสตริงและเริ่มค้นหาวิธีการและเครื่องมือที่อาจเป็นประโยชน์ในการสร้าง "ทฤษฎีของทุกสิ่ง" และความขัดแย้งการสูญเสียข้อมูลของหลุมดำล่าสุดทำให้ทุกคนรู้สึกถ่อมตัวมากขึ้น

  นอกจากนี้ ในกรณีที่ไม่มีหลักฐานการทดลองสำหรับทฤษฎีสตริงหรือ PCG หลักฐานทางคณิตศาสตร์ที่พิสูจน์ว่าพวกเขาเป็นสองด้านของเหรียญเดียวกันจะโต้แย้งว่านักฟิสิกส์กำลังมุ่งหน้าไปในทิศทางที่ถูกต้องในการแสวงหา "ทฤษฎีของทุกสิ่ง" การผสมผสานระหว่าง PCG และทฤษฎีสตริงจะทำให้ทฤษฎีใหม่นี้มีเอกลักษณ์เฉพาะตัว

  การเชื่อมต่อที่ไม่คาดคิด

  ความพยายามที่จะแก้ปัญหาบางอย่างของ PCG นำไปสู่การเชื่อมต่อที่ไม่คาดคิดครั้งแรกกับทฤษฎีสตริง นักฟิสิกส์ที่ศึกษา PKG ไม่มีความเข้าใจที่ชัดเจนว่าจะเปลี่ยนจากชิ้นส่วนของเครือข่ายกาล-อวกาศไปเป็นคำอธิบายขนาดใหญ่ของกาล-อวกาศที่สอดคล้องกับสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ได้อย่างไร ซึ่งเป็นทฤษฎีแรงโน้มถ่วงที่ดีที่สุดของเรา ยิ่งไปกว่านั้น ทฤษฎีของพวกเขาไม่สามารถประนีประนอมกับความจริงได้ โอกาสพิเศษที่ซึ่งแรงโน้มถ่วงสามารถละเลยได้ นี่เป็นปัญหาที่รอการพยายามใช้พื้นที่-เวลาทีละส่วน ใน SRT มิติเชิงเส้นของวัตถุจะลดลงตามการเคลื่อนไหวของผู้สังเกตที่สัมพันธ์กับวัตถุ การหดตัวยังส่งผลต่อขนาดของชิ้นส่วนของกาลอวกาศด้วย ซึ่งผู้สังเกตเคลื่อนที่ด้วยความเร็วต่างกันจะรับรู้ได้ต่างกัน ความคลาดเคลื่อนนี้นำไปสู่ปัญหากับหลักการสำคัญของทฤษฎีของไอน์สไตน์ - ว่ากฎของฟิสิกส์ไม่ขึ้นกับความเร็วของผู้สังเกต

  "เป็นการยากที่จะแนะนำโครงสร้างที่ไม่ต่อเนื่องโดยไม่มีปัญหากับ SRT" พูลลินกล่าว ในงานของเขาที่เขียนขึ้นในปี 2014 กับเพื่อนร่วมงานของ Rudolfo Gambini นักฟิสิกส์จาก Republican University of Uruguay ใน Montevideo นั้น Pullin เขียนว่าการนำ PCG มาใช้ตาม SRT ย่อมทำให้เกิดปฏิกิริยาที่คล้ายกับที่มีอยู่ในทฤษฎีสตริงอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้

  การที่ทั้งสองวิธีมีบางอย่างที่เหมือนกันดูเหมือนจะเกิดขึ้นกับ Pullin ตั้งแต่การค้นพบที่ได้ผลในช่วงปลายทศวรรษ 1990 โดย Juan Malzadena นักฟิสิกส์จาก Institute for Advanced Study ในพรินซ์ตัน รัฐนิวเจอร์ซีย์ Malzadena ใน anti-de Sitter spacetime (AdS) จัดแนวแรงโน้มถ่วงและทฤษฎีสนามตามรูปแบบ (CFT) ที่ขอบเขตกาลอวกาศ เมื่อใช้แนวทาง AdS / CFT ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงสามารถอธิบายได้โดยใช้ทฤษฎีสนามที่เข้าใจมากขึ้น

  เวอร์ชันเต็มของ dualism ยังคงเป็นสมมติฐาน แต่มีกรณีจำกัดที่แยกส่วนได้ดีซึ่งทฤษฎีสตริงไม่มีส่วนเกี่ยวข้อง เนื่องจากสตริงไม่สำคัญในกรณีนี้ จึงสามารถใช้ในทฤษฎีใดๆ ของแรงโน้มถ่วงควอนตัมได้ พูลลินเห็นจุดร่วมที่นี่

  
  PKG ตามที่ศิลปินเห็น

  Hermann Verlinde นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีที่มหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน ซึ่งมักจะทำงานกับทฤษฎีสตริง เชื่อว่าเป็นไปได้ที่วิธี PCG สามารถให้ความกระจ่างในด้านความโน้มถ่วงของความเป็นคู่ ในรายงานฉบับล่าสุด เขาอธิบายแบบจำลอง AdS / CFT แบบง่ายในสองมิติสำหรับพื้นที่และอีกมิติหนึ่งสำหรับเวลา หรือตามที่นักฟิสิกส์พูดในกรณีของ "2 + 1" เขาพบว่าพื้นที่โฆษณาสามารถอธิบายได้โดยใช้ประเภทของเครือข่ายที่ใช้ใน PCG แม้ว่าโครงสร้างทั้งหมดจะยังคงทำงานใน "2 + 1" แต่ก็มีให้ โฉมใหม่บนแรงโน้มถ่วง Verlinde หวังที่จะสรุปแบบจำลองให้มีมิติมากขึ้น “พวกเขามองที่ PKG แคบเกินไป แนวทางของฉันรวมถึงด้านอื่นๆ ด้วย ในแง่สติปัญญา นี่คือการมองไปสู่อนาคต” เขากล่าว

  แต่ถึงแม้จะเป็นไปได้ที่จะรวมวิธีการของ PCG และทฤษฎีสตริงเพื่อก้าวไปข้างหน้ากับพื้นที่โฆษณา คำถามยังคงอยู่: การรวมกันดังกล่าวมีประโยชน์อย่างไร พื้นที่โฆษณามีค่าคงที่จักรวาลวิทยาติดลบ (ตัวเลขนี้อธิบายเรขาคณิตของจักรวาลในวงกว้าง) ในขณะที่จักรวาลของเรามีค่าเป็นบวก เราไม่ได้อาศัยอยู่ในโครงสร้างทางคณิตศาสตร์ที่อธิบายโดยพื้นที่โฆษณา

  แนวทางของ Verlinde เป็นแนวทางปฏิบัติ “ตัวอย่างเช่น สำหรับค่าคงที่จักรวาลวิทยาเชิงบวก เราอาจต้องการทฤษฎีใหม่ แล้วคำถามก็คือว่ามันจะแตกต่างจากอันนี้มากน้อยแค่ไหน โฆษณายังคงเป็นคำใบ้ที่ดีที่สุดในโครงสร้างที่เราต้องการ และเราต้องทำเคล็ดลับบางอย่างเพื่อให้ได้ค่าคงที่ที่เป็นบวก " เขาเชื่อว่านักวิทยาศาสตร์จะไม่เสียเวลากับทฤษฎีนี้: "แม้ว่าโฆษณาจะไม่ได้บรรยายถึงโลกของเรา แต่จะให้บทเรียนที่จะนำเราไปสู่ทิศทางที่ถูกต้อง"

  การรวมตัวในอาณาเขตของหลุมดำ

  Verlinde และ Pullin ชี้ไปที่ความเป็นไปได้อีกอย่างหนึ่งในการรวมชุมชนทฤษฎีสตริงเข้ากับ PCG: ชะตากรรมอันลึกลับของข้อมูลที่ตกลงไปในหลุมดำ ในปี 2555 นักวิจัยสี่คนจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียดึงความสนใจไปที่ความขัดแย้งในทฤษฎีกระแสหลัก พวกเขาแย้งว่าหากหลุมดำยอมให้ข้อมูลหลุดจากหลุมดำ มันจะทำลายโครงสร้างที่ดีของพื้นที่ว่างรอบขอบฟ้าของหลุมดำ และสร้างกำแพงพลังงานสูงที่เรียกว่าไฟร์วอลล์ แต่สิ่งกีดขวางดังกล่าวไม่เข้ากันกับหลักการสมมูลซึ่งอยู่ภายใต้ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ซึ่งระบุว่าผู้สังเกตไม่สามารถบอกได้ว่าเขาข้ามขอบฟ้าไปแล้วหรือไม่ ความไม่ลงรอยกันนี้ได้ทำลายกลุ่มนักทฤษฎีสตริงที่เชื่อว่าพวกเขาเข้าใจความเชื่อมโยงระหว่างหลุมดำและข้อมูล และถูกบังคับให้คว้าสมุดบันทึกของพวกเขาอีกครั้ง

  แต่ปัญหานี้ไม่ได้มีความสำคัญสำหรับนักทฤษฎีสตริงเท่านั้น “การโต้เถียงกันเกี่ยวกับไฟร์วอลล์ทั้งหมดนี้ส่วนใหญ่อยู่ในชุมชนนักทฤษฎีสตริง ซึ่งฉันไม่เข้าใจ” Verlinde กล่าว "ปัญหาของข้อมูลควอนตัม การพัวพัน และการสร้างพื้นที่ทางคณิตศาสตร์ของ Gilbert คือสิ่งที่ผู้เชี่ยวชาญ PCG กำลังดำเนินการอยู่"

  ในเวลานี้ เกิดเหตุการณ์ที่ผู้เชี่ยวชาญด้านสตริงส่วนใหญ่ไม่มีใครสังเกตเห็น - การล่มสลายของสิ่งกีดขวางที่สร้างขึ้นโดยสมมาตรยิ่งยวดและมิติพิเศษ กลุ่มของ Thomas Thiemann จากมหาวิทยาลัย Erlangen-Nuremberg (ประเทศเยอรมนี) ได้ขยาย PCG ไปสู่มิติที่สูงขึ้นและรวม supersymmetry ไว้ด้วย - และแนวความคิดเหล่านี้เป็นอาณาเขตของทฤษฎีสตริงโดยเฉพาะ

  ล่าสุด นอร์เบิร์ต โบเดนดอร์เฟอร์ อดีตนักเรียน Thiemann จากมหาวิทยาลัยวอร์ซอว์ได้ใช้วิธีการหาปริมาณแบบวนซ้ำจาก PQG ไปยังพื้นที่โฆษณา เขาให้เหตุผลว่า PCG มีประโยชน์ในการจัดการกับความเป็นคู่ของ AdS / CFT ในกรณีที่นักทฤษฎีสตริงไม่สามารถคำนวณแรงโน้มถ่วงได้ Bodendorfer เชื่อว่าช่องว่างระหว่าง PCG กับสายอักขระจะหายไป “บางครั้ง ผมรู้สึกว่านักทฤษฎีสตริงไม่ค่อยเก่งใน PCG และไม่อยากพูดถึงมัน” เขากล่าว “แต่ผู้เชี่ยวชาญที่อายุน้อยกว่าแสดงให้เห็นถึงใจที่เปิดกว้าง พวกเขามีความสนใจอย่างมากในสิ่งที่เกิดขึ้นที่จุดตัดของภูมิภาค "

  "ความแตกต่างที่ใหญ่ที่สุดคือวิธีที่เรากำหนดคำถามของเรา" Verlinde กล่าว "ปัญหาคือสังคมวิทยามากกว่าทางวิทยาศาสตร์โชคไม่ดี" เขาไม่คิดว่าทั้งสองวิธีขัดแย้งกัน: “ฉันถือว่าทฤษฎีสตริงและ PCG เป็นส่วนหนึ่งของคำอธิบายเดียวกันมาโดยตลอด PCG เป็นวิธีการไม่ใช่ทฤษฎี เป็นวิธีการคิดเกี่ยวกับกลศาสตร์ควอนตัมและเรขาคณิต นี่เป็นเทคนิคที่นักทฤษฎีสตริงสามารถทำได้และกำลังใช้อยู่ สิ่งเหล่านี้ไม่ได้แยกออกจากกัน "

  แต่ไม่ใช่ทุกคนที่เชื่อในเรื่องนี้ Moshe Rozali นักทฤษฎีสตริงที่มหาวิทยาลัยบริติชโคลัมเบีย ยังคงสงสัยเกี่ยวกับ PCD: "ฉันไม่ได้ทำงานเกี่ยวกับ PCD เพราะเธอมีปัญหากับ SRT" เขากล่าว "หากแนวทางของคุณไม่เคารพความสมมาตรใน SRT ตั้งแต่เริ่มต้น คุณต้องมีปาฏิหาริย์ในขั้นตอนกลางอย่างใดอย่างหนึ่ง" อย่างไรก็ตาม Rosalie กล่าวว่าเครื่องมือทางคณิตศาสตร์บางอย่างที่มาจาก PCG อาจมีประโยชน์ “ฉันไม่คิดว่ามีความเป็นไปได้ที่จะรวม PKG และทฤษฎีสตริงเข้าด้วยกัน แต่ผู้คนมักต้องการวิธีการและในแง่นั้นก็คล้ายคลึงกัน วิธีการทางคณิตศาสตร์สามารถทับซ้อนกันได้ "

  นอกจากนี้ ผู้สนับสนุน PKG ไม่ได้คาดหวังการควบรวมกิจการของทั้งสองทฤษฎีนี้ Carlo Rovelli นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัย Marseille และผู้ก่อตั้งทฤษฎี PKG เชื่อในความแพร่หลายของทฤษฎีของเขา “ชุมชนเครื่องสายไม่ได้เย่อหยิ่งเหมือนเมื่อ 10 ปีที่แล้ว โดยเฉพาะอย่างยิ่งหลังจากความผิดหวังอันขมขื่นที่ขาดอนุภาคที่สมมาตรยิ่งยวด” เขากล่าว “เป็นไปได้ว่าทั้งสองทฤษฎีอาจเป็นส่วนหนึ่งของคำตอบเดียวกัน ... แต่ฉันคิดว่าไม่น่าจะเป็นไปได้ ในความคิดของฉัน ทฤษฎีสตริงล้มเหลวในการส่งมอบสิ่งที่สัญญาไว้ในยุค 80 และเป็นหนึ่งในแนวคิดที่ดูสวยแต่ไม่ได้อธิบาย โลกแห่งความจริงซึ่งประวัติศาสตร์ของวิทยาศาสตร์ได้เต็มเปี่ยม ฉันไม่เข้าใจว่าผู้คนยังคงคาดหวังกับเธอได้อย่างไร "

  พูลลินเชื่อว่ายังเร็วเกินไปที่จะประกาศชัยชนะ: “กลุ่มผู้สนับสนุน PKG กล่าวว่าทฤษฎีของพวกเขาเป็นทฤษฎีที่ถูกต้องเพียงข้อเดียว ฉันจะไม่สมัครรับข้อมูลนี้ สำหรับฉันแล้วดูเหมือนว่าทฤษฎีทั้งสองจะไม่สมบูรณ์อย่างยิ่ง "