Kluczowa różnica między pętlową grawitacją kwantową a teorią strun polega na tym, że pętlowa grawitacja kwantowa nie próbuje ujednolicić fundamentalnych interakcji, podczas gdy teoria strun jest teoretyczną próbą ujednolicenia wszystkich czterech podstawowych interakcji.
Pętla kwantowa grawitacji to teoria, która podlega kwantowej grawitacji i ma na celu połączenie mechaniki kwantowej i ogólnej teorii względności. Teoria strun jest ramą teoretyczną, w której cząstki punktowe (fizyki cząstek elementarnych) są zastępowane łańcuchami nazw obiektów D. Cztery podstawowe interakcje, które omówiono powyżej w sekcji dotyczącej kluczowych różnic, to oddziaływania grawitacyjne, oddziaływania elektromagnetyczne, oddziaływania silne i oddziaływania słabe.
Co to jest pętla kwantowa grawitacji?
Pętla kwantowa grawitacji to teoria, która podlega kwantowej grawitacji i ma na celu połączenie mechaniki kwantowej i ogólnej teorii względności. Odbywa się to poprzez włączenie standardowego modelu w ramy przypadku czystej grawitacji kwantowej. Możemy skrócić tę teorię jako LQG i jest ona kandydatem do grawitacji kwantowej, gdzie konkuruje z teorią strun.
Możemy rozumieć tę teorię jako próbę opracowania kwantowej teorii grawitacji. Możemy dokonać tego rozwoju w zależności od geometrycznego sformułowania Einsteina, w którym nie traktujemy grawitacji jako siły. Tam musimy założyć, że teoria pętli kwantowej grawitacji skwantowała przestrzeń i czas analogicznie do kwantyzacji energii i pędu w mechanice kwantowej. Dlatego teoria ta daje nam wskazanie czasoprzestrzeni, w której przestrzeń i czas wydają się ziarniste i dyskretne bezpośrednio z powodu kwantyzacji, co jest podobne do fotonów w teorii kwantowej dotyczącej elektromagnetyzmu i dyskretnych poziomów energetycznych atomów.
Rysunek 01: Detektor cząstek CMS
Ponadto teoria ta zakłada, że struktura przestrzeni składa się ze skończonych pętli utkanych w drobną sieć podobną do tkaniny. Nazywamy te sieci sieciami spinowymi. Jednak sama przestrzeń preferuje strukturę atomową. Istnieją dwa podejścia badawcze do tej teorii, które obejmują bardziej tradycyjną kanoniczną pętlową grawitację kwantową i nową pętlową kowariantną grawitację kwantową.
Co to jest teoria strun?
Teoria strun to ramy teoretyczne, w których punktowe cząstki fizyki cząstek elementarnych są zastępowane łańcuchami o nazwach obiektów D. Ta teoria może opisywać propagację strun w przestrzeni i ich wzajemne oddziaływanie. Jeśli chodzi o większe skale, struna ma tendencję do pojawiania się jako zwykła cząstka mająca swoją masę, ładunek itp., i możemy je określić poprzez stan wibracyjny tej struny.
Możemy zaobserwować, że teoria strun traktuje jeden lub więcej stanów wibracyjnych struny cząstek jako właściwość odpowiadającą grawitacji, która jest cząsteczką mechaniki kwantowej przenoszącej siłę grawitacyjną. Dlatego możemy powiedzieć, że teoria strun jest teorią grawitacji kwantowej.
Ponadto teoria strun przyczynia się do postępów fizyki matematycznej, które są stosowane w różnych problemach dotyczących fizyki czarnych dziur, a także we wczesnej kosmologii wszechświata, fizyce jądrowej itp.
Rozważając historię tej teorii, po raz pierwszy pojawiła się ona w latach 60. jako teoria silnego oddziaływania jądrowego. Zrezygnowano jednak z tego na rzecz chromodynamiki kwantowej. Później naukowcy zrozumieli, że główne właściwości teorii strun czynią ją nieodpowiednią dla fizyki jądrowej i zostali przypisani do kwantowej teorii grawitacji. Możemy zidentyfikować najwcześniejszy model teorii strun jako teorię strun bozonowych. Teoria ta obejmowała tylko cząstki bozonowe, które później zostały rozwinięte w teorię superstrun, która wskazywała na związek lub „supersymetrię” bozonów i fermionów.
Jaka jest różnica między pętlową grawitacją kwantową a teorią strun?
Pętla kwantowa grawitacji to teoria, która podlega kwantowej grawitacji i ma na celu połączenie mechaniki kwantowej i ogólnej teorii względności. Teoria strun jest ramą teoretyczną, w której cząstki punktowe (fizyki cząstek elementarnych) są zastępowane łańcuchami nazw obiektów D. Kluczowa różnica między pętlową grawitacją kwantową a teorią strun polega na tym, że pętlowa grawitacja kwantowa nie próbuje ujednolicić fundamentalnych interakcji, podczas gdy teoria strun jest teoretyczną próbą ujednolicenia wszystkich czterech fundamentalnych interakcji.
Poniższa infografika podsumowuje różnice między pętlową grawitacją kwantową a teorią strun w formie tabelarycznej.
Podsumowanie – Pętla kwantowa grawitacji a teoria strun
Kluczowa różnica między pętlową grawitacją kwantową a teorią strun polega na tym, że pętlowa grawitacja kwantowa nie próbuje ujednolicić fundamentalnych interakcji, podczas gdy teoria strun jest teoretyczną próbą ujednolicenia wszystkich czterech fundamentalnych interakcji. Cztery fundamentalne interakcje, które zostały omówione powyżej w sekcji dotyczącej kluczowych różnic, to oddziaływania grawitacyjne i elektromagnetyczne, oddziaływania silne i słabe.
