10 Geheimnisse der Raumzeit, die in der Lage, bei der Quanten-Gravitation

Die Allgemeine Relativitätstheorie Einsteins, in dem die Schwerkraft entsteht durch die Krümmung der Raumzeit, ist bemerkenswert. Es wurde bestätigt mit einem unglaublichen Maß an Genauigkeit, in einigen Fällen bis zu fünfzehn Dezimalstellen. Eines der interessantesten seiner Vorhersagen war die Existenz von Gravitationswellen: Wellen in der Raumzeit, die frei verteilt. Nicht so lange her, diese Wellen gefangen wurden Detektoren LIGO und VIRGO.

Und dennoch gibt es viele Fragen, die Antworten auf die bei uns noch nicht. Quanten-Gravitation könnte helfen, Sie zu finden.

Wir wissen, dass die Allgemeine Relativitätstheorie unvollständig. Es zeigt sich gut, wenn die Quanteneffekte der Raumzeit ganz unsichtbar, und das ist fast immer. Aber wenn Quanteneffekte Raum-Zeit groß werden, brauchen wir eine Theorie besser: die Theorie der Quantengravitation.

Abbildung frühen Universum, bestehend aus Quanten-Schaum, wenn die Quanten-Fluktuationen waren groß und manifestiert sich auf den kleinsten Skalen

Da wir noch nicht zusammengestellt Theorie der Quantengravitation, wir wissen nicht, was Raum und Zeit. Wir haben einige geeignete Theorien zur Quantengravitation, aber keiner von Ihnen weit angenommen. Allerdings, ausgehend von vorhandenen Ansätzen, können wir davon ausgehen, was passieren kann mit Raum und Zeit in der Theorie der Quantengravitation. Physiker Sabine Хоссфендер sammelte zehn auffälligsten Beispiele.

1) In der Quanten-Gravitation in der Raum-Zeit werden die wilden Fluktuationen auch in Abwesenheit von Materie. In der Quanten-Welt der Vakuum nie bleibt im Zustand der Ruhe, ebenso wie Raum und Zeit.

Auf den kleinsten Quanten-Skalen das Universum gefüllt werden kann winzigen mikroskopischen schwarzen Löchern mit kleinen Massen. Diese Löcher können sich erweitern oder nach innen in einer sehr interessanten Art und Weise

2) Quanten-Raum-Zeit kann mit mikroskopischen schwarzen Löchern. Darüber hinaus kann ein Wurmloch oder ein Kind geboren Universen – wie kleine Bläschen, die losgelöst von der mütterlichen Universum.

3) Und da ist die Quantentheorie, die Raum-Zeit kann all dies gleichzeitig. Es kann gleichzeitig erstellen Säugling Universum und nicht erstellen.

das Gewebe der Raumzeit kann nicht mit Stoff, sondern bestehen aus diskreten Komponenten, die nur scheinen uns die kontinuierliche Tuch auf großen makroskopischen Maßstab.

4) In den meisten Ansätzen zur Quantengravitation, der Raum-Zeit ist nicht grundlegend, sondern besteht aus etwas anderem. Dies können Zeichenketten, Schleifen, кубиты oder Varianten von «Atomen» der Raumzeit, die erscheinen in den Ansätzen mit der kondensierten Materie. Die einzelnen Bestandteile lässt sich nur mit der Anwendung der höchsten Energie, viel mehr als diejenigen, die sind uns auf der Erde.

5) In einigen Ansätzen mit der kondensierten Materie der Raum-Zeit hat die Eigenschaften der festen oder flüssigen Körper, D. H. kann elastisch oder viskos. Wenn es wirklich so unvermeidlich sind die beobachteten Folgen. Physik ist derzeit auf der Suche nach Spuren von ähnlichen Effekten in wandernde Teilchen, das heißt im Licht oder Elektronen, die kommen zu uns aus dem Fernen Kosmos.

Schematische Animation der kontinuierlichen Lichtstrahl, рассеиваемого PRISMA. In einigen Ansätzen zur Quantengravitation Raum kann als dispersionsmedium für die verschiedenen Wellenlängen des Lichts

6) die Raum-Zeit beeinflusst, wie das Licht durch ihn geht. Es kann nicht vollständig transparent sein, oder das Licht kann in verschiedenen Farben mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegen. Wenn die Quanten der Raum-Zeit beeinflußt die Ausbreitung des Lichts, es ist auch möglich, wird in den zukünftigen Experimenten zu beobachten.

7) Fluktuationen der Raumzeit können zerstören die Fähigkeit des Lichtes von entfernten Quellen erstellen zu schädlichen Muster. Dieser Effekt gesucht und nicht gefunden, zumindest im sichtbaren Bereich.

das Licht, das durch zwei Dicke Risse (oben), zwei dünne Schlitze (in der Mitte) oder einen dicken Spalt (unten), zeigt die Interferenz, die auf seine wellennatur. Aber in der Quantengravitation einige der erwarteten schädlichen Eigenschaften können unmöglich sein

8) In Bereichen starker Krümmung der Zeit kann sich in den Raum. Dieses Problem kann auftreten, Z. B. im inneren von schwarzen Löchern oder beim Urknall. In diesem Fall wird die uns bekannte Raum-Zeit mit drei Dimensionen und der räumlichen und einer zeitlichen kann sich in die vierdimensionale «euklidische» Raum.

die Verbindung von zwei verschiedenen Orten im Raum oder der Zeit durch das Wurmloch bleibt nur eine theoretische Idee, aber es kann nicht nur spannend, sondern auch unvermeidlich in der Quantengravitation

Raum-Zeit kann standortübergreifenden verbunden mit kleinen червоточинами, den durchbohrenden das gesamte Universum. Solche nichtlokalen verbindungen müssen bestehen in allen Ansätzen, deren zugrunde liegende Struktur nicht wie ein geometrisches graph oder Netzwerk. Dies ist aufgrund der Tatsache, dass in solchen Fällen der Begriff «Nähe» wird nicht von grundlegender Bedeutung, und den daraus resultierenden und unvollkommen, so dass gelöschte Bereiche können versehentlich verbunden.

10) Möglich zu kombinieren, um die Quantentheorie mit der Gravitation, müssen wir aktualisieren nicht die Gravitation, und die Quantentheorie. Wenn dies der Fall ist, werden die Folgen weitreichend. Da die Quantentheorie ist die Grundlage aller elektronischen Geräte, es öffnet sich ein völlig Revisiondie neuen Funktionen.

Obwohl Quanten-Gravitation wird oft als eine rein theoretische Idee, es gibt viele Möglichkeiten für die Durchführung der experimentellen überprüfung. Alle wir Reisen durch die Raum-Zeit jeden Tag. Sein Verständnis kann unser Leben verändern.