Kiến thức Phổ thông

Trọng lực lượng tử: định nghĩa, giả thích và con đường gian nan chứng minh sự tồn tại

Định nghĩa trọng lực lượng tử

Trọng lực lượng tử là một thuật ngữ tổng thể cho các lý thuyết cố gắng hợp nhất lực hấp dẫn với các lực cơ bản khác của vật lý (vốn đã được thống nhất với nhau). Nó thường đặt ra một thực thể lý thuyết, một graviton, là một hạt ảo làm trung gian cho lực hấp dẫn. Đây là những gì phân biệt lực hấp dẫn lượng tử với các lý thuyết trường thống nhất khác – mặc dù, công bằng mà nói, một số lý thuyết thường được phân loại là lực hấp dẫn lượng tử không nhất thiết phải có graviton.

Graviton là gì?

Mô hình chuẩn của cơ học lượng tử (được phát triển từ năm 1970 đến năm 1973) cho rằng ba lực cơ bản khác của vật lý được trung gian bởi các boson ảo. Photon trung gian lực điện từ, boson W và Z làm trung gian cho lực hạt nhân yếu và gluon (như quark) làm trung gian cho lực hạt nhân mạnh. Do đó Graviton sẽ làm trung gian cho lực hấp dẫn. Nếu được tìm thấy, graviton dự kiến ​​sẽ không có khối lượng (vì nó hoạt động tức thời ở khoảng cách xa) và có spin 2 (vì trọng lực là trường tenxơ hạng hai).

Trọng lực lượng tử đã được chứng minh chưa?

Vấn đề chính trong thử nghiệm thực nghiệm bất kỳ lý thuyết nào về lực hấp dẫn lượng tử là mức năng lượng cần thiết để quan sát các phỏng đoán là không thể đạt được trong các thí nghiệm hiện tại. Ngay cả về mặt lý thuyết, trọng lực lượng tử gặp vấn đề nghiêm trọng. Trọng lực hiện đang được giải thích thông qua lý thuyết tương đối tổng quát, đưa ra các giả định rất khác nhau về vũ trụ ở quy mô vĩ mô so với các giả thuyết được tạo ra bởi cơ học lượng tử ở quy mô hiển vi.

Các nỗ lực để kết hợp chúng thường chạy vào “vấn đề tái chuẩn hóa”, trong đó tổng của tất cả các lực không hủy bỏ và dẫn đến một giá trị vô hạn. Trong điện động lực học lượng tử, điều này thỉnh thoảng xảy ra, nhưng người ta có thể tái chuẩn hóa toán học để loại bỏ những vấn đề này. Sự tái chuẩn hóa như vậy không hoạt động trong một sự giải thích lượng tử về trọng lực.

Các giả định của lực hấp dẫn lượng tử nói chung là một lý thuyết như vậy sẽ chứng minh được cả đơn giản và thanh lịch, vì vậy nhiều nhà vật lý cố gắng làm việc lạc hậu, dự đoán một lý thuyết mà họ cảm thấy có thể giải thích cho các đối xứng quan sát được trong vật lý hiện tại và sau đó xem liệu các lý thuyết đó có hoạt động không .

Một số lý thuyết trường thống nhất được phân loại là lý thuyết trọng lực lượng tử bao gồm:

  • Lý thuyết dây / lý thuyết siêu dây / lý thuyết M
  • Siêu trọng lực
  • Trọng lực lượng tử vòng
  • Lý thuyết Twistor
  • Hình học không giao hoán
  • Trọng lực lượng tử Euclide
  • Phương trình Wheeler-deWitt

Tất nhiên, hoàn toàn có khả năng rằng nếu lực hấp dẫn lượng tử tồn tại, nó sẽ không đơn giản hay thanh lịch, trong trường hợp những nỗ lực này đang được tiếp cận với các giả định sai lầm và, rất có thể, sẽ không chính xác. Chỉ có thời gian và thử nghiệm sẽ cho chắc chắn. Cũng có thể, như một số lý thuyết trên dự đoán, một sự hiểu biết về lực hấp dẫn lượng tử sẽ không chỉ đơn thuần củng cố các lý thuyết, mà sẽ giới thiệu một sự hiểu biết mới về cơ bản về không gian và thời gian.

Lý thuyết giãn nở: nguồn gốc, hình thành và các luận cứ chứng minh - Lý thuyết giãn nở tập hợp các ý tưởng từ vật lý lượng tử và vật lý hạt để khám phá những khoảnh khắc đầu tiên của vũ trụ, sau Vụ nổ lớn. Theo lý thuyết giãn nở, vũ trụ được tạo ra trong trạng thái năng lượng không ổn định, điều này buộc phải… Đọc thêm
Chủ đề trong bài
Show More
Back to top button
Close

Adblock Detected

Please consider supporting us by disabling your ad blocker