“Hvad er det lavet af rum-tid?”, spørger fysikeren Aron væggen fra Stanford Institut for teoretisk fysik. I fortiden er der ingen fysik på forskellige måder forsøger at få mening ud af den gåde af rum-tid, behandle det ikke bare som en tom baggrund, som udfolder historien om Universet, men snarere som en strøm af quantum information, der flyder fra et punkt til et andet. Wall og hans kolleger er mere og mere overbevist om, at en sådan repræsentation af rum-tid, kan være nøglen til at udvikle teori, der kan forklare tyngdekraften ved hjælp af kvantemekanik. Om denne drøm af fysikere siden de dage af albert Einstein.
Peter Zenczykowski fra Instituttet for kernefysik, Polish Academy of Sciences spørger om det samme spørgsmål, som væggen. Om rum-tid er absolut, uforanderlig, evig og altid til stede i en arena, hvor begivenhederne? Eller måske det er den dynamiske oprettelse, der opstår som om på en skala fra afstande, tid eller energi? Omtale af de absolut ikke velkommen i moderne fysik. Det menes, at rum-tid fremkomsten, der er, opstår et eller andet sted. Det er ikke klart, hvor.
Hvad er space-time?
De fleste fysikere troede, at strukturen af rum-tid er genereret på mystisk vis i Planck skalaen, dvs skalaer tæt på en trillion fra en billiontedel af en meter. Men der er nogle overbevisninger, som spørgsmålet sikkerhed for denne fortolkning. Der er mange argumenter for, at oprindelsen af rum-tid kan opstå som et resultat af processer, der er meget tættere på vores virkelighed: på niveauet af kvarker og deres konglomerater.
“Matematik er den ene forbindelse med den virkelige verden — andre”, siger Zenczykowski. “For eksempel, størrelsen af Planck-massen virker mistænkeligt. Man ville forvente, at det vil have en værdi, der er mere karakteristisk for verden i kvanter. I mellemtiden, det svarer til omkring 1/10 af massen af de lopper, som helt sikkert er et klassisk objekt.”
De fleste fysikere har tendens til at antage, at rum-tiden er skabt på Planck skalaen, på afstande tæt på en billion billiontedel af en meter (~10-35 m). I sin artikel i Grundlaget for Videnskab Zenczykowski sistematizirovat observationer af forskellige forfattere om dannelsen af rum-tid og argumenterer for, at hypotesen om dens dannelse på omfanget af kvarker og hadrons (kvark eller aggregater) er ganske rimeligt for en række årsager.
Spørgsmål om karakteren af tid og rum, som har forvirret menneskeheden siden oldtiden. Kan tid være adskilt fra spørgsmål, der skaber en “container” for de bevægelser og begivenheder, der finder sted med deltagelse af partikler, som foreslået af Demokrit i 5. århundrede F.KR.? Eller, måske, alle de attributter af sagen, og kan ikke eksistere uden det, som foreslået af Aristoteles et århundrede senere?
På trods af det faktum, at det har været for tusind år siden da, er disse spørgsmål stadig ikke er løst. Desuden begge tilgange — på trods af deres åbenlyse forskel er dybt forankret i den søjler af moderne fysik. I kvantemekanikken, der opstår hændelser på den hårde arena med jævnt nuværende tidspunkt.
I mellemtiden, i den Generelle relativitetsteori, noget, der deformerer elastisk rum-tid (strækker og vrider det), og rum-tid fortæller partikler, hvordan til at flytte. Med andre ord, er en af de teorier, de aktører, der tager på det, der allerede er forberedt på scenen for at spille deres roller, og i den anden de skaber scenen under forestillingen, som igen påvirker deres adfærd.
I 1899, tyske fysiker Max Planck bemærket, at der under visse kombinationer af visse konstanter i karakter som den mest grundlæggende måleenheder. Blot tre konstant lysets hastighed c, gravitationskonstant G og Planck ‘ s konstant h — og vi får enheder for afstand, tid og masse er lig med (henholdsvis) af 1.62 x 10-35 m af x 5.39 10-44 med og 2.18 x 10-5 g Baseret på nuværende overbevisninger, rum-tid, er født på Planck længden. Men der er ingen væsentlige argumenter for rationalitet af denne hypotese.
Som vores mest komplekse eksperimenter og teoretiske beskrivelser af reach omfanget af kvarker på 10-18 m. vi ved, at på den måde, at Planck længde — over et dusin konsekvent og endnu mindre størrelsesorden — rum-tid erhverver sin struktur? Vi behøver ikke engang vide, rationelt om, hvorvidt begrebet rum-tid på niveauet af hadrons! Afdelingen kan ikke finde sted for evigt, fordi der på et tidspunkt udgave af den næste mindre del simpelthen ophører med at have betydning. Et perfekt eksempel ville være temperatur. Dette koncept er godt på makro-skalaer, men efterfølgende spaltning af noget, vi når omfanget af de enkelte partikler og begrebet temperatur mister sin betydning.
“I øjeblikket er vi først har til formål at opbygge en diskret kvantiserede rum-tid og derefter “bebor” det en given sag. Men hvis der er plads-tid er et produkt af kvarker og hadrons, afhængigheden er omvendt: den diskrete ejet af sagen bør øge discreteness i rum-tid,” siger Zenczykowski og tilføjer: “Planck var baseret på math. Han ønskede at skabe en enhed af de mindste muligt konstant. Men matematik er en ting, men et forhold med den virkelige verden mere. Værdien af Planck massen virker mistænkeligt. Man ville forvente, at det ville være mere passende funktion for verden af kvanter. Men det svarer til omkring 1/10 af massen af de lopper, som helt sikkert er et klassisk objekt.”
Da vi ønsker at beskrive den fysiske verden, vi er nødt til at stole på fysisk snarere end matematiske argumenter. Og så, når vi bruger ligninger af Einstein, vi beskriver Universet på en stor skala, og der er behov for at indføre yderligere gravitationskonstant, der er kendt som en kosmologisk konstant “lambda”. Hvis der under byggeriet af de grundlæggende enheder, for at forlænge vores oprindelige sæt af tre konstante lambda, i tilfælde af massen, får vi ikke én, men tre grundlæggende værdier: 1,39 x 10-65 g, 2,14 x 1056 g og 0,35 x 10-24 g. den Første kan tolkes som quantum of mass, den anden — niveau masse af det observerbare Univers, og det tredje er, der minder om massen af hadrons (for eksempel, massen af en neutron 1.67 x 10-24. Tilsvarende, der henviser til, at lambda, vil der være en enhed til måling af 6.37 x 10-15 m, meget tæt på størrelsen af hadrons.
“Spil med konstant kan være risikabelt, fordi meget afhænger af, hvilke konstanter, vi vælger. For eksempel, hvis der er plads-tid virkelig var et produkt af kvarker og hadrons, egenskaber, herunder lysets hastighed skal også være opfyldt. Dette ville betyde, at lysets hastighed ikke kan være blandt de vigtigste konstanter,” sagde Sentowski.
En anden faktor til fordel for dannelsen af rum-tid omfanget af kvarker og hadrons er i sig selv egenskaber ved elementære partikler. Standard-modellen, for eksempel, ikke forklare, hvorfor der er tre generationer af partikler, hvor deres masserne, eller hvorfor der er såkaldte indre quantum numre, som omfatter isospin, hypercharge og farve. I filmen, der blev præsenteret af Professor Zenczykowski, at disse værdier kan være forbundet med en særlig seks-dimensionale rum, som er skabt af den partikel positioner og deres bevægelsesmængde. Således konstrueret rum lige så respekt placeringen af partikler (stof) og deres bevægelser (processer). Det viser sig, at egenskaberne af masse eller interne quantum numre, som kan være en konsekvens af den algebraiske egenskaber seks-dimensionale rum. Hertil kommer, at disse egenskaber også kan forklare, at det er umuligt at observere frie kvarker.
“Fremkomsten af rum-tid kan være forbundet med ændringer i organisationen af spørgsmål, der opstår i omfanget af kvarker og hadrons i den primære seks-dimensionelle fase plads. Det er dog ikke klart, hvad de skal gøre næste med dette billede. Hvert af de efterfølgende trin vil kræve at gå ud over, hvad vi ved. Og vi behøver ikke engang kender reglerne i spillet, hvor Naturen spiller med os, er vi stadig nødt til at gætte dem. Dog, synes det rimeligt, at alle de strukturer, der begynder med noget, fordi det er fysisk og eksperimentelt tilgængelige. I denne tilgang, rum-tid kun vil være vores idealisering af relationer mellem elementer i sagen”, opsummerer, Professor Zenczykowski.
Er enig med ham? Fortæl os i vores chat i Telegrammet.