Relativistik bo'lmagan vaqt - Non-relativistic spacetime

Fizikada, a relyativistik bo'lmagan vaqt birlashadigan har qanday matematik modeldir n- o'lchovli bo'shliq va m- ishlatiladigan (3 + 1) modeldan tashqari bitta davomiylikka o'lchovli vaqt nisbiylik nazariyasi.

Ushbu maqolada ishlatilgan ma'noda, agar (a) (3 + 1) o'lchovlilikdan chetga chiqadigan bo'lsa ham, bo'sh vaqt "nisbiy bo'lmagan" deb hisoblanadi. maxsus postulatlar yoki umumiy nisbiylik boshqacha tarzda qondiriladi yoki (b) u modelning o'lchovliligidan qat'i nazar, maxsus yoki umumiy nisbiylik postulatlariga bo'ysunmasa.

Kirish

Relyativistik postulatlarni qondirmaydigan va / yoki ma'lum koinotning aniq (3 + 1) o'lchovliligidan chetga chiqadigan kosmik vaqtlarni o'rganish uchun juda ko'p sabablar mavjud.

Galiley / Nyuton vaqt oralig'i

Nisbiy relyativistik bo'lmagan vaqtning klassik namunasi Galiley va Nyutonning bo'sh vaqtidir. Bu kundalik "sog'lom fikr" ning bo'sh vaqtidir.[1] Galiley / Nyuton kosmik vaqti bo'shliq deb taxmin qiladi Evklid (ya'ni "yassi") va bu vaqt holatidan mustaqil bo'lgan doimiy o'tish tezligiga ega harakat ning kuzatuvchi yoki haqiqatan ham tashqi narsadan.[2]

Nyuton mexanikasi Galiley / Nyuton vaqt oralig'ida sodir bo'ladi. Katta muammo to'plami uchun Nyuton mexanikasidan foydalangan holda hisoblash natijalari faqat relyativistik model yordamida hisoblashdan farq qiladi. Nyuton mexanikasidan foydalangan holda hisoblash relyativistik mexanikadan ancha sodda va sezgi bilan mos bo'lgani uchun,[1] aksariyat kundalik mexanika muammolari Nyuton mexanikasi yordamida hal etiladi.

Model tizimlari

1930 yildan beri izchil rivojlantirish uchun harakatlar tortishishning kvant nazariyasi hali taxminiy natijalardan ko'proq natijani ko'rsatmadi.[3] Kvant tortishish kuchini o'rganish bir necha sabablarga ko'ra qiyin kechadi. Texnik jihatdan umumiy nisbiylik murakkab, chiziqli bo'lmagan nazariya. Analitik echimni sezilarli darajada qiziqtiradigan juda oz sonli muammolar va kuchli maydon sohasidagi sonli echimlar juda katta miqdordagi superkompyuter vaqtini talab qilishi mumkin.

Kontseptual masalalar yanada katta qiyinchiliklarni keltirib chiqaradi, chunki umumiy nisbiylik tortishish fazoviy vaqt geometriyasi natijasidir. Gravitatsiyaning kvant nazariyasini yaratish uchun asosiy o'lchov birliklari: makon va vaqtni o'zlari kvantalash talab etiladi.[4] Tugallangan kvant tortishish nazariyasi, shubhasiz, koinotni shu paytgacha o'ylab topilgan narsalardan farqli ravishda vizualizatsiya qiladi.

Tadqiqotning istiqbolli yondashuvlaridan biri kvant tortishish kuchi soddalashtirilgan modellarining xususiyatlarini o'rganishdir, bu esa to'liq texnik modelning asosiy kontseptual xususiyatlarini saqlab qolgan holda kamroq texnik qiyinchiliklarni keltirib chiqaradi. Xususan, qisqartirilgan o'lchovlardagi umumiy nisbiylik (2 + 1) to'liq (3 + 1) nazariyaning bir xil asosiy tuzilishini saqlab qoladi, ammo texnik jihatdan ancha soddadir.[4] Bir nechta tadqiqot guruhlari kvant tortishish kuchini o'rganish uchun ushbu yondashuvni qo'lladilar.[5]

"Yangi fizika" nazariyalari

Relativistik nazariyani qo'shimcha o'lchamlarni kiritish bilan foydali ravishda kengaytirish mumkin degan fikr Nordstömning 1914 yilgi modifikatsiyasidan kelib chiqqan. uning oldingi 1912 va 1913 yillardagi tortishish nazariyalari. Ushbu modifikatsiyada u qo'shimcha o'lchovni qo'shdi, natijada 5 o'lchovli vektor nazariyasi paydo bo'ldi. Kaluza-Klein nazariyasi (1921) nisbiylik nazariyasini elektromagnetizm bilan birlashtirishga urinish edi. Avvaliga Eynshteyn kabi fiziklar tomonidan g'ayrat bilan kutib olingan bo'lsa-da, Kaluza-Klein nazariyasi nomuvofiqliklar uchun juda mos edi.[6]:i-viii

Turli superstring nazariyalarida kuzatilgan koinotning ko'rinadigan o'lchovliligiga qaraganda o'zgaruvchan o'lchovli klassik kosmik vaqtlarga mos keladigan kam energiya kam bo'lgan samarali chegaralar mavjud. (3 + 1) o'lchovli dunyodan boshqa hamma narsani ifodalaydi deb ta'kidladilar o'lik dunyolar kuzatuvchilarsiz. Shuning uchun, asosida antropik dalillar, bo'lishi mumkin bashorat qilingan kuzatilayotgan koinot (3 + 1) fazodan biri bo'lishi kerak.[7]

Fazo va vaqt asosiy xususiyatlar bo'lmasligi mumkin, aksincha kelib chiqishi kvant chalkashliklarida paydo bo'ladigan hodisalarni aks ettirishi mumkin.[8]

Ba'zida koinotda fizikaning mantiqiy qonunlarini bir martalik o'lchov bilan olish mumkinmi yoki yo'qmi deb hayron bo'lishgan. Qo'shimcha vaqtga o'xshash o'lchovlar bilan kosmik vaqtni qurishga dastlabki urinishlar muqarrar kabi muammolar bilan duch keldi sabablarni buzish va shuning uchun darhol rad etish mumkin,[7] ammo endi ma'lumki, umumiy nisbiylik bilan bog'liq bo'lishi mumkin bo'lgan kosmik vaqtlarning hayotiy asoslari mavjud. Standart model va bu eksperimental kirish doirasidagi yangi hodisalar haqida bashorat qiladi.[6]:99–111

Mumkin bo'lgan kuzatuv dalillari

Kosmologik doimiyning kuzatilgan yuqori qiymatlari kinematikani nisbiy kinematikadan sezilarli darajada farq qilishi mumkin. Relyativistik kinematikadan og'ish "kabi jumboqlarga nisbatan muhim kosmologik ta'sirga ega bo'ladi."etishmayotgan massa "muammo.[9]

Bugungi kunga kelib, umumiy nisbiylik barcha eksperimental sinovlarni qondirdi. Biroq, a ga olib kelishi mumkin bo'lgan takliflar tortishishning kvant nazariyasi (kabi torlar nazariyasi va halqa kvant tortishish kuchi ) 10-da zaif ekvivalentlik printsipi buzilishini umumiy tarzda taxmin qilish−13 10 ga−18 oralig'i.[10] Hozirgi vaqtda zaif ekvivalentlik tamoyilining sinovlari sezgirlik darajasiga yaqinlashmoqda kashf qilmaslik buzilish aniqlangandek chuqur natija bo'ladi. Ushbu diapazonda ekvivalentlik printsipining buzilishi kashf etilmasa, tortishish kuchi boshqa kuchlardan tubdan farq qiladi, chunki tortishish kuchini tabiatning boshqa kuchlari bilan birlashtirishga qaratilgan hozirgi urinishlarni katta qayta baholashni talab qiladi. Boshqa tomondan, ijobiy aniqlash, birlashishga katta ko'rsatma beradi.[10]

Kondensatlangan moddalar fizikasi

Kondensatlangan moddalar bo'yicha olib borilgan tadqiqotlar kosmik vaqt fizikasi bilan ikki tomonlama munosabatlarni keltirib chiqardi quyultirilgan moddalar fizikasi:

  • Bir tomondan, kosmosdagi yondashuvlar ba'zi quyultirilgan moddalarni o'rganish uchun ishlatilgan. Masalan, massivlarning katta maydonlarini qo'llab-quvvatlashga qodir bo'lgan mahalliy relyativistik bo'lmagan simmetriyalarga ega kosmik vaqtlar tekshirildi. Ushbu yondashuv materiya birikmalarining tafsilotlarini, transport hodisalarini va relyativistik bo'lmagan suyuqliklarning termodinamikasini o'rganish uchun ishlatilgan.[11]
  • Boshqa tomondan, kondensatsiyalangan moddalar tizimidan umumiy nisbiylikning ba'zi jihatlarini taqlid qilish uchun foydalanish mumkin. Garchi ichki relyativistik bo'lmagan bo'lsa ham, ushbu tizimlar eksperimental ravishda kirish mumkin bo'lgan egri kosmik vaqt kvant maydon nazariyasining modellarini taqdim etadi. Oqimdagi akustik modellar, Bose-Eynshteyn kondensati tizimlar yoki harakatdagi kvaziparralar superfluidlar, masalan, A fazasining kvazipartikulalari va domen devorlari superfluid U-3.[12]

Model tizimlariga misollar

"Yangi fizika" nazariyalariga misollar

Mumkin bo'lgan kuzatuv dalillariga misollar

Kondensatlangan moddalar fizikasidagi misollar

Qo'shimcha o'qish

Adabiyotlar

  1. ^ a b Devis, Filipp J. (2006). Matematika va oddiy ma'no: ijodiy keskinlik holati. Uelsli, Massachusets: A.K. Piters. p. 86. ISBN  9781439864326.
  2. ^ Rynasevich, Robert. "Nyutonning makon, vaqt va harakat haqidagi qarashlari". Stenford falsafa entsiklopediyasi. Metafizika tadqiqot laboratoriyasi, Stenford universiteti. Olingan 24 mart 2017.
  3. ^ Rovelli, Karlo (2000). "Kvant tortishishining qisqacha tarixi uchun eslatmalar". arXiv:gr-qc / 0006061.
  4. ^ a b Kalip, Stiv. "Mening izlanishlarim". UC Devis fizika kafedrasi. Olingan 17 iyun 2017.
  5. ^ Carlip, Steven (2003). 2 + 1 o'lchamdagi kvant tortishish kuchi (PDF). Kembrij universiteti matbuoti. 1-8 betlar. ISBN  9780521545884. Olingan 17 iyun 2017.
  6. ^ a b Barlar, Itjak; Terning, Jon (2010). Fazo va vaqtdagi qo'shimcha o'lchamlar. Springer. ISBN  9780387776378.
  7. ^ a b Tegmark, Maks (1997). "Fazoviy vaqtning o'lchovliligi to'g'risida". Sinf. Kvant tortishish kuchi. 14 (4): L69-L75. arXiv:gr-qc / 9702052. Bibcode:1997CQGra..14L..69T. doi:10.1088/0264-9381/14/4/002.
  8. ^ Koven, Ron (2015 yil 19-noyabr). "Fazoviy vaqtning kvant manbai". Tabiat. 527 (7578): 290–293. Bibcode:2015 yil Natura.527..290C. doi:10.1038 / 527290a. PMID  26581274. Olingan 21 iyun 2017.
  9. ^ Aldrovandi, R .; Aldrovandi, A.L .; Krispino, L.C.B.; Pereyra, J.G. (1999). "Kosmologik doimiy bilan nisbiy bo'lmagan kosmik vaqtlar". Sinf. Kvant tortishish kuchi. 16 (2): 495–506. arXiv:gr-qc / 9801100. Bibcode:1999CQGra..16..495A. doi:10.1088/0264-9381/16/2/013.
  10. ^ a b Ortiqcha Jeyms; Everitt, Frensis; Mester, Jon; Worden, Pol (2009). "STEP uchun ilmiy ish". Kosmik tadqiqotlardagi yutuqlar. 43 (10): 1532–1537. arXiv:0902.2247. Bibcode:2009AdSpR..43.1532O. doi:10.1016 / j.asr.2009.02.012.
  11. ^ Geracie, Maykl; Prabxu, Kartik; Roberts, Metyu M. (oktyabr, 2015). "Egri relyativistik bo'lmagan kosmik vaqtlar, Nyuton tortishish va massa materiyasi". Matematik fizika jurnali. 56 (10): 103505. arXiv:1503.02682. Bibcode:2015JMP .... 56j3505G. doi:10.1063/1.4932967. ISSN  0022-2488.
  12. ^ Visser, Mett (2002). "Va tortishish uchun analog modellar". General Rel. Grav. 34: 1719–1734. arXiv:gr-qc / 0111111. Bibcode:2001gr.qc .... 11111V. doi:10.1023 / a: 1020180409214.