211service.com
Kāpēc telpalaiks vismazākajā mērogā var būt divdimensiju
1973. gadā Džordžs Eliss un Stīvens Hokings publicēja grāmatu The Large Scale Structure of Spacetime. Viņi teica, ka viņu mērķis bija izprast telpas laiku skalā no 10 ^ (-13) cm līdz 10 ^ 28 cm vai, citiem vārdiem sakot, no elementārdaļiņu izmēra līdz Visuma rādiusam.
Tas var izklausīties ambiciozi, taču gandrīz 40 gadus vēlāk kosmologi to ir gandrīz panākuši, saka Stīvs Kārlips, teorētiskais fiziķis no Kalifornijas universitātes Deivisā. Cik vien mēs spējam izmērīt šādu lietu, tas darbojas kā gluds (3+1) dimensijas Rīmaņa kolektors.
Tāpēc teorētiskie fiziķi ir pievērsuši uzmanību telpas laika struktūrai vēl mazākos mērogos. Tomēr šeit ir problēma. Lielākoties mums nav ne tiešu novērojumu, ne vispārpieņemtas teorētiskās sistēmas, lai aprakstītu ļoti maza mēroga telpas laika struktūru, saka Kārlips. Patiešām, neviens nav īsti pārliecināts, vai terminiem “telpa” un “laiks” ir kāda saprātīga nozīme šajā mērogā.
Šodien Kārlips izklāsta savu aizraujošo pieeju problēmai, proti, ka telpas laiks vismazākajā mērogā var būt divdimensiju. Lai gan tas var šķist nedaudz pretrunīgi, viņš saka, ka arvien vairāk rādītāju (pierādījumi ir pārāk spēcīgs vārds), kas norāda uz šo secinājumu.
Kārlips saka, ka nesenie darbi cilpas kvantu gravitācijas jomā, augstas temperatūras stīgu teorijā, renormalizācijas grupu analīzē, ko izmanto vispārējā relativitātes teorijā un citās kvantu gravitācijas pētījumu jomās, norāda uz divdimensiju telpas laiku mazākajā mērogā. Lielākajā daļā šo gadījumu dimensiju skaits vienkārši sabrūk procesā, ko sauc par spontānu izmēru samazināšanu, samazinoties mērogam.
Viens acīmredzams jautājums ir, ja šajā skalā ir tikai divas dimensijas, kuras divas tās ir? Kārlips aprēķina, ka tiem jābūt laika un telpas vienumiem. Viņš saka, ka katrā punktā dinamika izvēlas vēlamo telpisko virzienu, kas noved pie aptuveni (1+1) dimensijas vietējās fizikas.
Pēc tam viņš pārceļas uz interesantu teritoriju ar apgalvojumu, ka šis vēlamais virziens ir jānosaka klasiski un pēc tam nejauši jāsadala ar fiziskajiem procesiem, kas darbojas šajos mērogos. Tas vilinoši izklausās pēc slēptas mainīgo teorijas, kas varētu iepriecināt vismaz vienu Nobela prēmijas laureātu fiziķi.
Miljonu dolāru jautājums ir par to, vai Kārlipa viedoklis par šo tēmu ir pareizs. Viņš jautri atzīst, ka ideja joprojām ir ļoti spekulatīva. Tas to būtiski neatšķir no pārējās mūsdienu kosmoloģijas.
Tomēr atšķirībā no daudziem kvantu gravitācijas teorētiķiem Kārlips dod mājienus uz tādiem eksperimentiem, kas varētu pierādīt viņa taisnību. Viņš saka, ka manis aprakstītais process izjauc Lorenca invarianci Planka skalā, un pat nelieli pārkāpumi šajā mērogā var tikt palielināti un izraisīt novērojamas sekas lielos mērogos.
Tā ir interesanta doma. Viņš saka, ka fizikas likumiem šajā mērogā vajadzētu mainīties atkarībā no virziena, kurā jūs ceļojat. Un, lai gan tie pastāvīgi mainīsies nejaušā veidā, to joprojām var izmērīt pietiekami gudrā eksperimentā.
Eksperimentālistiem ir pienācis laiks uzvilkt savas domas.
Atsauce: arxiv.org/abs/1009.1136 : Telpas laika maza mēroga struktūra