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En particular, el cálculo de Regge ha sido adaptado para estudiar la gravedad cuántica.

Mi pregunta consiste en una analogía que me tienen a punto de salir. Considere la densidad Lagrangiana para un complejo campo escalar: \begin{equation} \mathcal{L}=\frac{1}{2}\partial_{\mu}\phi^{\dagger}\partial^{\mu}\phi-\frac{1}{2}m^{2}\phi^{\dagger}\phi \end{equation} que es invariante bajo el calibre global de transformación $$\phi \rightarrow e^{i\alpha}\phi.$$ The divergence-less 4-current is $j=(\rho\underline{j})$ and the associated conserved quantity is the electric charge. This illustrates a global $U(1)$ symmetry. To see the analogy we now look at spacetime translations $x \rightarrow x + a$ which give $$\phi(x) \rightarrow \phi(x+a) = e^{a^{\mu}\partial_{\mu}}\phi.$$ El Lagrangiano ya no es invariable, sino la acción: \begin{equation} S = \int \mathcal{L} d^{4}x \end{equation} es invariante debe a la traducción de la invariancia de la medida de Lebesgue. El Noether actual es el estrés de la energía tensor $T^{\mu\nu}$ y la conserva de la cantidad es el 4-momentum. Debido al papel desempeñado por $T^{\mu\nu}$ en las ecuaciones de campo de Einstein, podemos decir que el 4-impulso juega el papel de la carga gravitacional.

La promoción de la global U(1) la simetría a un local de una de las parejas $\phi$ a que el campo electromagnético. Esto implica modificar el Lagrangiano mediante la introducción de una derivada covariante y agregar el Lagrangiano para la EM campo. Mi pregunta es: ¿la promoción del mundial de traducción de la invariancia de S para un local de darle el correcto acoplamiento de $\phi$ para el campo gravitatorio? Una acción invariante bajo transformaciones de coordenadas es: \begin{equation} S = \int \mathcal{L} \sqrt{- g}d^{4}x \end{equation} donde $\mathcal{L}$ deben ser modificados de manera adecuada y $g_{\mu\nu}$ es la métrica. Yo reformular y al alcance de mi pregunta:

(1) Do general de transformaciones de coordenadas locales traducciones $x \rightarrow x + a(x)$ o que sólo $SO(1,3)$ calibre como las transformaciones?

(2) En vista de la anterior analogía el grupo gauge para que la gravedad es el grupo de traducción en el espacio-tiempo de Minkowski. El grupo no es compacto. No debería el grupo compacto para garantizar un resultado positivo-definida cinética plazo para gravitones?

(3) El grupo de traducción es también abelian. No es esto una contradicción con el hecho de que los gravitones auto-interactuar?

(4) En esencia, de lo que estoy diciendo es que la teoría clásica de la gravedad es probablemente incompleta. Hay enfoques a la gravedad que modificar el subyacente del espacio-tiempo tal que el grupo de isometría del nuevo espacio admite una versión compacta del grupo de traducción de espacio-tiempo de Minkowski? Tal vez el universo después de la formación es compacta pero debido a la expansión del compacto de la naturaleza es ahora oculto.

(5) Relativa a la (4). No debería partículas elementales corresponden a las representaciones irreducibles del grupo de isometría del universo? Si el universo es de Minkowski, a continuación, el grupo de isometría es el grupo de Poincaré. Tienen otras posibilidades en este sentido se ha explorado?

(6) c = h = 1 unidades de Newton de la constante G tiene una masa de dimensión -2. La constante de estructura fina es dada por: $$\alpha = \frac{e^{2}}{4 \pi \epsilon_{0}}$$ En gravitoelectromagnetism tenemos la correspondencia $G \leftrightarrow \cfrac{1}{4\pi \epsilon_{0}}$. Como el impulso a $p$ desempeña el papel de la gravedad de carga, no de la constante de acoplamiento a la gravedad dado por $$g \sim p^{2} G = m^{2} G$$ donde $m$ es la masa de la partícula en cuestión? $g$ entonces es adimensional. ¿Esto implica que la derivada covariante a la par de la materia a la gravedad está dada por algo como $D_{\mu} = \partial_{\mu} - p^{\nu} A_{\mu\nu}$? donde $A_{\mu\nu}$ es algunos tensor de potenciales relacionados a $g_{\mu\nu}$.

(7) Las ideas anteriores podría implicar algo acerca de spin 0 bosones y su masa renormalization. Los pensamientos? Podría el $\Lambda^{2}$ dependencia de $m^{2}$ ser sólo una indicación de que la gravedad era ignorado?

8voto

Nick Puntos 583

Sí, la promoción del espacio-tiempo traducciones a un grupo local – y para el grupo-razones teóricas, debe ser el grupo de todas las transformaciones de coordenadas es decir, diffeomorphisms – produce una coherente teoría de la gravedad con el correctamente junto tensor métrico, incluyendo la no lineal (auto-interacción) de los términos que aparecen debido a la diffeomorphisms forma no Abelian grupo.

  1. Es sólo el diffeomorphisms $x\to x+a(x)$ que están vinculadas a la existencia de la real gravitacional "medidor de campo", la métrica. Una descripción de la gravedad también puede tener el local de la simetría de Lorentz $SO(3,1)$ actuando en "vielbeins", etc. pero este medidor de simetría no es lo que produce la fuerza de gravedad. Es sólo una conveniencia que es útil y/o necesario a la par de la teoría gravitacional para spinors y similares tipos de campos.

  2. No, el grupo de traducción no tiene que ser compacto y en el espacio de Minkowski, que no es compacto. De hecho, la natural forma bilineal en la Mentira de álgebra es de carácter indefinido. Esto no produce ningún efecto negativo en la norma de los estados en el gravitón multiplet porque todos los componentes de la $g_{0i}$ son hechos no físico por la medida de la simetría por el diffeomorphisms. También, no hay problemas con el noncompactness de forma efectiva debido a la acción para el medidor de campo se inicia con la segunda derivados en el escalar de Ricci $R$. La gravedad es no caso especial de Yang-Mills teoría en la mayor parte, ya que las traducciones no son de Yang-Mills grupo. Yang-Mills grupos actúan en puntos individuales pero diffeomorphisms mezcla de los puntos. Ambos son grupos locales, pero no son la misma, por lo que las reglas son diferentes.

  3. La auto-interacciones se producen porque el diffeomorphism grupo no es Abelian. En el Yang-Mills caso, los puntos son aislados de los demás puntos que todo el grupo gauge no es Abelian si el grupo en un momento. Pero esta relación no es cierto en el caso de diffeomorphisms. La de cada grupo de puntos de traducciones de Abelian pero todo el grupo gauge no lo es.

  4. No, la teoría clásica de la gravedad no se incompleto y no hay ninguna razón para "exigir" un pacto por punto el grupo de simetrías.

  5. Sí, pero el reclamo es vacuo. El Universo no tiene que tener ninguna isometrías pero las partículas elementales que todavía puedan existir. Sí, ellos vienen generalmente en "unidimensional multiplets", pero eso no significa que no podría ser de otra manera para organizarlas.

  6. Sí, la adimensional gravitacional constante de acoplamiento es $O(GMm)$ en el mismo sentido, podemos decir que se es $O(Qq/4\pi\epsilon_0)$ en el electromagnetismo. La adimensional cargos pueden ser asumida de orden uno, pero eso no es cierto para las masas. Su fórmula para la derivada covariante es malo. La derivada covariante en la "teoría de gauge" llamado de la gravedad es el habitual derivada covariante en la relatividad general. No es de Yang-Mills tipo, ya que la gravedad no es una de Yang-Mills teoría (un simple subclase de teorías locales simetrías).

  7. Gravedad sólo "intrínsecamente" dice algo sobre el spin-2 partículas. Todo lo demás es sólo "materia" y su spin es irrelevante. Las correcciones a la masa del Higgs etc. son divergentes debido a la no-gravitacional contribuciones. Se han hecho intentos para modificar la gravedad tanto que la divergencia desaparece pero todos estos intentos son inconsistentes o contradecir el principio de equivalencia.

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