Квантавая гравітацыя: Розніца паміж версіямі

'''Квантавая гравітацыя'''  — кірунак даследаванняў у [[Тэарэтычная фізіка|тэарэтычнай фізіцы]], мэтай якога з'яўляецца квантавае апісанне [[Гравітацыйнае ўзаемадзеянне|гравітацыйнага ўзаемадзеяння]] (і, у выпадку поспеху  — аб'яднанне такім чынам [[Гравітацыя|гравітацыі]] з астатнімі трыма фундаментальнымі узаемадзеяннямі, гэта значыць, пабудова так званай «[[Тэорыя ўсяго|тэорыі ўсяго]]»).

Нягледзячы на актыўныя даследаванні, тэорыя квантавай гравітацыі пакуль не пабудавана. Асноўная цяжкасць ў яе пабудове заключаецца ў тым, што дзве фізічныя тэорыі, якія яна спрабуе звязаць разам  — [[квантавая механіка]] і [[агульная тэорыя адноснасці]] (АТА),  — абапіраюцца на розныя наборы прынцыпаў. Так, квантавая механіка фармулюецца як тэорыя, якая апісвае часовуючасавую эвалюцыю фізічных сістэм (напрыклад, [[атам]]аў або [[Элементарныя часціцы|элементарных часціц]]) на фоне вонкавай [[Прастора-час|прасторы-часу]]. У АТА вонкавай прасторы-часу няма  — яна сама з'яўляецца дынамічнай зменнай тэорыі, якая залежыць ад характарыстык класічных сістэм, якія знаходзяцца ў ёй.

Пры пераходзе да квантавай гравітацыі як мінімум трэба замяніць сістэмы на квантавыя (гэта значыць вырабіцьзрабіць [[квантаванне]]), пры гэтым правая частка ўраўненняў Эйнштэйна  — [[тэнзар энергіі-імпульсу]] матэрыі  — становіцца квантавым аператарам. Сувязь, якая ўзнікае, патрабуе нейкага квантавання геаметрыі самой прасторы-часу, прычым фізічны сэнс такога квантавання абсалютна смутныняясны і паспяховаяпакуль несупярэчліваяшто спробапраквантаваць ягопрастору-час правядзенняне адсутнічаеўдалося<ref> Больш за тоетаго, наіўны «рашотачны падыход» да квантавання прасторы-часу, як аказваецца, не дапускае правільнага гранічнага пераходу ў тэорыі калібровачных палёў пры імкненні кроку рашоткі да нуля, што было адзначана ў 1960-я гг. Брайсам Дэвітам і шырока ўлічваецца цяпер пры правядзенні рашотачных разлікаў у [[квантавая хромадынаміка|квантавай хромадынаміцы]].</ref>.

Нават спроба правесці квантаванне лінеарызаванай класічнай тэорыі гравітацыі (АТА) натыкаецца на шматлікія тэхнічныя цяжкасці  — квантавая гравітацыя аказваецца неперанарміруемай тэорыяй. Сітуацыя пагаршаецца тым, што прамыя [[эксперымент]]ы ў галіне квантавай гравітацыі, з-за слабасці саміх гравітацыйных узаемадзеянняў, недаступныя сучасныхсучасным тэхналогіяхтэхналогіям. У сувязі з гэтым у пошуку правільнай фармулёўкі квантавай гравітацыі прыходзіцца пакуль абапірацца толькі на тэарэтычныя выкладкі.

[[Файл:Loop quantum gravity.jpg|міні|злева|ПятляваяПетлявая квантавая гравітацыя]]

Два асноўныхасноўныя напрамкі, якія спрабуюць пабудаваць квантавую гравітацыю,  — гэта [[тэорыя струн]] і [[пятляваяпетлявая квантавая гравітацыя]].

У першай з іх замест часціц і фонавай прасторы-часу выступаюць [[Квантавая струна|струны]] і іх шматмерныя аналагі  — [[Брана|браны]]. Для шматмерных задач браны з'яўляюцца шматмерными часціцамі, але з пункту гледжання часціц, якія рухаюцца ўнутры гэтых бран, яны з'яўляюцца прасторава-часовымічасавымі структурамі.

У другім падыходзе робіцца спроба сфармуляваць квантавую тэорыю поля без прывязкі да прасторава-часовагачасавага фону, прастора і час па гэтай тэорыі складаюцца з дыскрэтных частак. Гэтыя маленькія квантавыя ячэйкі прасторы вызначанымпэўным спосабамчынам злучаныязлучаны адна з адной, так што на малых маштабах часу і даўжыні яны ствараюць пярэстуюстракатую, дыскрэтную структуру прасторы, а на вялікіх маштабах плаўна пераходзяць у бесперапыннуюнепарыўную гладкую прастору-час. Хаця многія касмалагічныя мадэлі могуць апісаць паводзіны [[Сусвет]]у толькі пачынаючы адз [[Планкаўскі час|планкаўскага часу]] пасля [[Вялікі выбух|Вялікага выбуху]], пятляваяпетлявая квантавая гравітацыя можа апісаць сам працэс выбуху, і нават зазірнуць далей. ПятляваяПетлявая квантавая гравітацыя, магчыма, дасць магчымасць апісаць усе часціцы [[Стандартная мадэль|Стандартнай мадэлі]].

Асноўнай праблемай тут з'яўляецца выбар каардынат. Можна сфармуляваць і агульную тэорыю адноснасці ў бязкаардынатнайбескаардынатнай форме (напрыклад, з дапамогай знешніх форм), аднак вылічэннівылічэнне тэнзарРыманавага Рыманатэнзара ажыццяўляюццаажыццяўляецца толькі ў канкрэтнай метрыцы. Любаш Мотль  — адзін з самых актыўных і дасціпных прапагандыстаў [[Тэорыя струн|тэорыі струн]]  — з гэтай нагоды выказаўся так, што казаць, напрыклад, пра «фонавую незалежнасць» прапагатара [[спінавая сетка|спінавай сеткі]] пятлявойпетлявой тэорыі гравітацыі без ўказанніўказання адзінкавага стану  — тое ж самае, што вылічаць [[рад Тэйлара]] ў кропцы х₀ без указання х₀.

Яшчэ адной перспектыўнай тэорыяй, якая здымае пярэчанне Л. Мотля, з'яўляецца прычынная дынамічная трыянгуляцыя. У ёй прасторава-часоваячасавая [[мнагастайнасць]] будуецца з элементарных эўклідавых [[сімплекс]]аў ([[трохкутніктрохвугольнік]], [[тэтраэдр]], пентахор) з улікам [[прынцып прычыннасці|прынцыпу прычыннасці]]. Чатырохмернасць і псеўдаэўклідавасць прасторы-часу ў макраскапічных маштабах ў ёй не пастулюецца, а з'яўляецца следствамвынікам тэорыі.

* [[ПятляваяПетлявая квантавая гравітацыя]]

* [http://postnauka.ru/video/6498 Квантовая гравитация] // Лекция Д.  И.  Казакова в проекте ПостНаука (13.11.2012)

* ''Пол Шеллард и др.'' [http://cosmo.labrate.ru/cambrige/qg_home.html Квантовая гравитация] ([http://www.damtp.cam.ac.uk/user/gr/public/qg_home.html Quantum Gravity]). Пер. с англ. В.  Г.  Мисовца.

* ''Г.  Е.  Горелик'' [http://ufn.ru/ufn05/ufn05_10/Russian/r0510d.pdf Матвей Бронштейн и квантовая гравитация. К 70-летию неразрешённой проблемы.] // Успехи физических наук, Том 175, №  10 (октябрь 2005)