Петлевая квантовая теория представляет собой знание о петлевой гравитации квантов. Основателями ее были такие ученые, как Т. Джекобсон, К. Ровелли, А. Аштекар и Л. Смолин.
Сущность петлевой квантовой теории
Согласно данной теории, время и пространство состоят из дискретных квантовых ячеек, соединенных определенным образом между собой. Это позволяет им создавать дискретную структуру на незначительных масштабах времени, а на больших временное пространство становится уже непрерывным.
Таким образом, пространство складывается из очень маленьких ячеек, плавно соединенных друг с другом, формируя для нас окружающее пространство. В моменты образования этими связками узлов и сплетений формируются элементарные частицы.
Благодаря петлевой квантовой гравитации, ученым удалось выяснить факт исчезновения начальной сингулярности под воздействием квантовых эффектов. Таким образом, Большой взрыв перестает быть завесой тайны, за которую нельзя заглянуть. Наука позволяет теперь посмотреть на события, происходившие во Вселенной до него.
Главными объектами в петлевой квантовой теории выступают особые ячейки пространства, чьим состоянием и поведением управляет определенное поле, существующее в них. Его величина становится для таких ячеек так называемым «внутренним временем». Иными словами, переход от слабого поля к более сильному предполагает существование «прошлого», способного воздействовать на определенное «будущее».
Следовательно, теория приравнивает пространство атомам: получаемые при определении объема числа формируют дискретный набор, что позволяет объему изменяться отдельными порциями. Это, в свою очередь, лишает пространство непрерывности и допускает идею его существования в формате неких квантовых единиц объема и площади.
Специфика петлевой квантовой теории
В случае описания квантово-механических явлений ученые-физики вычисляют показатели вероятности различных процессов, которые происходят при определенных обстоятельствах. То же самое происходит при задействовании теории петлевой квантовой гравитации в целях описания изменений геометрии пространства либо перемещения полей и частиц в спиновой сети.
Точные выражения с целью определения показателя квантовой вероятности шагов спиновой сети удалось вывести ученому Томасу Тиманну. Конечным результатом таких вычислений стало возникновение четкой методики по вычислению вероятности какого-либо процесса, чье происхождение вероятно в этом мире в рамках подчинения законам вышеуказанной теории.
Теория относительности предполагает неотделимость времени и пространства друг от друга и существование их в формате единого временного пространства. Введение концепции временного пространства в петлевую квантовую теорию, спиновые сети, которые представляют пространство, становятся так называемой «спиновой пеной».
При включении еще одного показателя измерения - времени – происходит расширение линий спиновой сети и превращение их в двумерные поверхности, при этом наблюдается рассасывание узлов в линии. Переходы, провоцирующие изменение спиновой сети, теперь представлены в форме специальных узлов, внутри которых происходит объединение линий пены. Мгновенный снимок происходящего процесса визуально схож с изображением поперечного среза временного пространства.
Аналогичный срез спиновой пены является спиновой сетью, но не стоит при этом заблуждаться относительно перемещений плоскости среза в непрерывном режиме, аналогично плавному потоку времени. Подобно процессу определения пространства в виде дискретной геометрии спиновой сети, время будет задаваться как последовательность отдельных шагов, перестраиваемых сетью.
Таким образом, можно сделать определенные выводы:
- О дискретности времени, то есть, оно не течет, подобно реке, а более напоминает тикающие часы, интервал между тиками которых приблизительно равен времени Планка. Иными словами, время во Вселенной отмеряется мириадами часов: в той области, где в спиновой пене осуществляется квантовый шаг, часы производят один «тик».
- Петлевая квантовая гравитация способствует характерным предсказаниям новых событий и явлений. Фактически, она считается полностью совместимой с постулатом и трехмерности мира и одном временном измерении.
- Являясь совместимой с широким диапазоном различных версий относительно содержащейся в мире материи, она не требует наличия симметрий, размерностей или степени свободы, за исключением исследуемых учеными.
В то же время имеются версии петлевой квантовой гравитации, включающие суперсимметрию распространение многих результатов на более высокие размерности. По этой причине, при возникновении указаний на присутствие суперсимметрии либо на высшие размерности, для петлевой квантовой теории проблем не возникает. Вместо этого, предположения петлевой гравитации квантов будут относиться к структуре пространства на очень незначительных расстояниях.
Таким образом, петлевая квантовая гравитация предполагает присутствие в действительности гладкой картины временного пространства классической ОТО только в виде результата усреднения дискретной структуры, внутри которой области и поверхности могут обладать исключительно определенными дискретными квантованными значения объемов и площадей.
Петлевая квантовая гравитация позволяет получить специфические предположения для дискретной геометрии квантов (речь идет о коротких дистанциях). Более того, такие предположения начинают формироваться на базе первых принципов, а следовательно, они исключают в себе элементы подгонки.
В этом смысле подходы в петлевой квантовой гравитации имеют определенные отличия в сравнении с другими подходами, постулирующими некую форму дискретной структуры в формате стартовой позиции и без выведения ее в виде следствия объединения ОТО с квантовой теорией.
Различия между теорией струн и теорией петлевой квантовой гравитации
Ученые отмечают принципиальные отличия петлевой квантовой теории от других теорий. В частности, - теории суперструн. В последней главными объектами выступают многомерные мембраны и струны, перемещающиеся в изначально подготовленном для них времени и пространстве. При этом факторы возникновения этого многомерного пространства данная теория называть не позволяет.
Вышеуказанные теории в своей основе используют одномерные протяженные объекты, соответствующие по своей дуальности потоку линий калибровочного квантованного поля. Их отличия наблюдаются по трем соотношениям:
- Струны рассматриваются со свойством перемещения в классическом формате, что характеризуется зафиксированным выбором метрики и прочих классических полей. Существование петель при этом допускается к рассмотрению на более фундаментальном уровне, где отсутствуют другие поля и классическая метрика.
- Калибровочное поле в случае с петлями рассматривается в формате калибрующей области всех лоренцевых преобразований или только некоторой их части. При открытых струнах такое поле же будет соответствовать полю Янга-Миллса.
- Петлевая квантовая гравитация допускает квантование без соответствующих предположений. В действительности, поскольку глобальная лоренцева инвариантность не представляет собой симметрию классической ОТО, то она не может допускаться к рассмотрению и в случаях любого точного квантования данной теории.
