¿Es la gravedad cuántica, geometría ignorar, la teoría de una fuerza ficticia?

Question

Esta pregunta está motivada por esta pregunta y este uno, pero voy a intentar escribir de tal manera que no es duplicado. En resumen, no entiendo la motivación para una "teoría cuántica de la gravedad" que predice que una partícula como el gravitón, porque se encuentra en oposición a la totalidad del marco de la relatividad general. Me explico.

En primer lugar, un comentario personal: yo soy un matemático con una comprensión general de lo que GR es (me tomó un curso de licenciatura de Sean Carroll, que utiliza Hartle del libro porque su propio todavía no está publicada). Sé un poco menor que la cantidad correspondiente de QM, que entiendo que a nivel de "un observable es un Hermitian operador que actúa sobre un espacio de Hilbert de que la función de onda es un elemento"; yo no sé nada técnico acerca de QFT, aunque creo que "un objeto es una representación del grupo gauge" es cierto. Sin embargo, tengo un popular-comprensión de la ciencia de las partículas elementales (en el nivel preciso de Asimov del Átomo, que he leído mucho en la escuela secundaria).

Ahora para la formulación de la pregunta. GR en pocas palabras, es que el espacio-tiempo es, fundamentalmente, un 4-colector con una métrica localmente isomorfo al espacio de Minkowski y que las partículas son timelike geodesics en este colector. La fuerza de la gravedad, que sólo aparece como tal cuando estas geodesics (es decir, curvas) son parametrizadas en una coordenada de parche, donde "geodésica" y "coordinatewise unaccelerated" son conceptos diferentes; la aparente aceleración parece reflejar una fuerza (a través de la segunda ley de Newton) que experimentamos como la gravedad. Este fenómeno es idéntico a la aparición de una fuerza centrífuga en una rotación del sistema de coordenadas donde no existe ninguno en una estacionaria (que es idéntica en que este es un caso particular de ella).

Entiendo que el modelo estándar es formulado en un plano espacio-tiempo, y su uso para el hipotético gravitón es mediar en la fuerza de la gravedad. También entiendo que la gravedad cuántica es un (digamos) paradigma en el que el modelo estándar es coherente con el GR, y que el sello distintivo de una teoría de la gravedad cuántica es que predice un gravitón. Pero esto parece ser ladrando al árbol equivocado: no se puede quitar de la geometría de GR sin cambiar totalmente, pero no se puede considerar la gravedad una fuerza (y por lo tanto, tener su correspondiente partícula cuántica) sin la eliminación de la geometría.

Parece que a partir de esta pregunta que me tiene muy simplificada de algo, sin embargo, en que algunas teorías, que yo pensaba que no eran muy de corriente, hacer el tratamiento de la gravedad en un "emergente" de manera más que como una interacción.

Mi pregunta: Lo que quiero saber es: en lugar de buscar una "teoría cuántica de la gravedad", ¿por qué no buscar un "gravitacional de la teoría cuántica"? Es decir: desde la formulación del estándar de la física cuántica no es de fondo independiente en el que se requiere un plano espacio-tiempo, no puede ser compatible con GR en cualquier forma completa. En el mejor de los que se puede ampliar a un local de la teoría de la gravedad cuántica. ¿Por qué es que (al parecer) la opinión mayoritaria trata GR como el valor atípico que debe ser correctamente localizada para que se ajuste al modelo estándar, en lugar de como el marco necesario que soporta una globalización del modelo estándar? Uno en el que el gravitón es no una partícula en el panorama mundial, pero un objeto ficticio que aparece a partir de la formulación de esta teoría global en coordenadas locales?

PS. He visto esta pregunta y este uno, que obviamente están en la misma dirección que he descrito. Se discute la cuestión de si GR puede ser derivada a partir de otros principios, que es sin duda una más consistente tomar en la unificación problema. Supongo que esto significa que una parte de mi pregunta es: ¿por qué debe de Einstein el espacio-tiempo de ser sustituido? Por qué no puede el pseudo-geometría de Riemann imagen de ser el fundamental?

Edit: ahora he visto también esta pregunta, que es muy similar, pero la principal respuesta no me satisface en la que se confirma la existencia del problema que estoy hablando, pero no explica por qué existe.

PPS. Agradecería respuestas en el mismo nivel que el de la pregunta. No conozco la jerga y los que no estoy familiarizado con cualquiera de física teórica pasado de tercer año de la licenciatura. Si desea utilizar estas cosas en su respuesta, usted tendrá que desentrañar un poco, de modo que, al menos, yo sé lo explícito teórico dependencias que necesito para seguir.

Answer 1

Primero de todo, no es una teoría cuántica de campos en una curva de fondo, aunque no es perfecto. Hay problemas con las definiciones globales de spinors, vacua, partículas, números, etc. y todo esto parece ser una consecuencia de que el núcleo de las propiedades de los recursos genéticos, tales como privilegiada no definición de tiempo o "global de Dios observador".

Pero el principal problema de la teoría es que los campos cuánticos son puestas en práctica por la geometría, pero no actúan de la espalda que está fuertemente en contra de Machian principios. Hay un quantum de estrés-operador de energía de $$\hat{T}^{\mu}_{\;\;\nu} = \frac{\partial \hat{\mathcal{L}}}{\partial (\partial_\mu \phi)} \partial_\nu \hat{\phi} - \delta^\mu_{\;\; \nu} \hat{\mathcal{L}}$$ Pero usted no puede poner a este igual al lado izquierdo de las ecuaciones de Einstein $$R_{\mu \nu} - \frac{1}{2} g_{\mu \nu} R$$ Debido a que es un conjunto de diferentes objetos. Es obvio que se puede destilar un número natural a partir de la tensión de operador de energía por tomar la expectativa de valor y esto le da semi-clásica de la gravedad.

Sin embargo, la expectativa de valor se aplana un amplio espectro de información, por lo que la cosa más natural es tratar de convertir el lado izquierdo para que coincida con el quantum operador de la riqueza de la mano derecha. Luego de llegar de la gravedad cuántica.

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Se podría discutir si la gravedad es tratada como una fuerza por parte de cuantización o no, pero para una abajo-a-tierra físico que es sólo el juego de palabras. Cuando un violento evento cósmico envía de una onda gravitacional que sus detectores de vibración a partir de la llegada de la ola si usted lo entiende como una forma geométrica o un efecto de campo.

Cuando se inicia con un fondo clásico GR y perturban, obtendrá varios tipos de deformaciones y ciertos saliente y entrante oscilaciones de la métrica representa débiles ondas gravitacionales. Debido a la fórmula tradicional de QFT la propia relación principalmente con eventos de dispersión con asintótica saliente y entrante de los estados, se concentran también en estos en la gravedad cuántica.

Usted puede llamar a estos perturbativa que entra y sale de quanta "gravitones", pero también "cuantificada de ondas gravitacionales-paquetes". Usted puede llamar a un eventual interacción de esta excitación de la métrica con otros campos como "el gravitón en descomposición en un positrón-electrón par" o "la conversión de la energía transportada por la onda gravitacional en energía de un determinado spinor de onda por un quantum process".

La dispersión de la imagen de QFT es tan estresado porque es muy bien entendido tanto de forma intuitiva y analíticamente, y también tiene la mejor experimentales que sustentan. Pero todo esto de la imagen popular de vuelo de las partículas bolas se derrumba cuando se empieza a estudiar no-perturbativa y no los efectos de dispersión (como enlazados a los estados). Una comprensión parcial puede entonces obtenerse a través de la lengua de los estados, superposición y así sucesivamente. Pero para ser honesto, no creo que nadie realmente entiende cómo funciona el pleno derecho de QFT interacción añadir en algo así como el quark-antiquark condensado en un protón.

Creo que, en cierto sentido, es más útil para olvidar la partícula de imagen para la comprensión de un protón. I. e. "no hay quarks, pero un cierto quantum de la configuración de los campos respectivos." De la misma manera que el quantum del campo gravitatorio alrededor de un negro agujero puede ser entendido como "no gravitones, sino un cierto quantum de la configuración de la pseudo-geometría de Riemann". Así que creo que tu intuición es, básicamente, de acuerdo con la corriente teórica de la física de la imagen, no es sólo la clara a través de la popular física de representación.

Answer 2

A mí me parece que la gente ha sido engañada por la interpretación de copenhague de gestión de calidad. Estoy muy emocionado de que el piloto de la teoría de las ondas ha reaparecido en la luz de los experimentos con el punto olas y caminar gotas. Parece muy claro para mí (aunque debo mencionar que yo no soy un físico profesional) que una partícula rebota en el espacio-tiempo de 4 dimensiones de la dirección es una manera fácil de unificar la mecánica cuántica y la gravedad. El hilado de la geometría que comentas es lo que sería, de hecho, permiten que las partículas se rebotando en el primer lugar.

Alguien mencionó que se tiene para hacer GR cuantificada, o hacer QM clásica. Piloto de la teoría de onda de los últimos.

Más info: http://www.wired.com/2014/06/the-new-quantum-reality/