| За пределами стандартной модели |
|---|
 |
| Стандартная модель |
В теоретической физике , динамика формы является теорией гравитации , которая реализует принцип Маха , разработанный с конкретной целью , чтобы избавить от проблемы времени и тем самым открыть новый путь к решению несовместимости общей теории относительности и квантовой механики .
Динамика формы динамически эквивалентна канонической формулировке общей теории относительности, известной как формализм ADM . Динамика формы не формулируется как реализация инвариантности диффеоморфизма пространства-времени , а как реализация пространственного реляционализма, основанного на пространственных диффеоморфизмах и пространственной симметрии Вейля . [1] Важным следствием динамики формы является отсутствие проблемы времени в канонической квантовой гравитации . [2] Замена пространственно-временной картины картиной развивающейся пространственной конформной геометрии открывает двери для ряда новых подходов к квантовой гравитации .[3]
Важное развитие этой теории внесли в 2010 году Энрике Гомес, Шон Гриб и Тим Козловски, основанные на подходе, инициированном Джулианом Барбуром .
Фон [ править ]
Принцип Маха был важным источником вдохновения для построения общей теории относительности , но физическая интерпретация формулировки Эйнштейна общей теории относительности по-прежнему требует внешних часов и стержней и, таким образом, не может быть явно реляционной. [4] Принцип Маха был бы полностью реализован, если бы предсказания общей теории относительности не зависели от выбора часов и стержней. Барбур и Бертотти предположили, что принцип Якоби и механизм, который они назвали «наилучшим согласованием», были принципами построения полностью махианской теории. [5]Барбур реализовал эти принципы в сотрудничестве с Найл О Мурчадха, Эдвардом Андерсоном, Бренданом Фостером и Брайаном Келлехером, чтобы вывести формализм ADM для измерения постоянной средней кривизны. [6] Это не реализовало принцип Маха, потому что предсказания общей теории относительности в измерителе постоянной средней кривизны зависят от выбора часов и стержней. Принцип Маха был успешно реализован в 2010 году Энрике Гомесом, Шоном Грибом и Тимом Козловски [7], которые опирались на работы Барбура и его сотрудников, чтобы полностью реляционно описать гравитацию как эволюцию конформной геометрии пространства. [8]
Связь с общей теорией относительности [ править ]
Динамика формы обладает той же динамикой, что и общая теория относительности, но имеет другие калибровочные орбиты. [9] Связь между общей теорией относительности и динамикой формы может быть установлена с использованием формализма ADM следующим образом: динамику формы можно фиксировать калибровочно таким образом, чтобы ее задача с начальным значением и уравнения движения совпадали с задачей с начальным значением и уравнения движения формализма ADM в калибровке постоянной средней внешней кривизны. Эта эквивалентность гарантирует, что классическая динамика формы и классическая общая теория относительности локально неразличимы. Однако возможны глобальные различия. [10] [11] [12] [13]
Проблема времени в динамике формы [ править ]
Формулировка гравитации в виде динамики формы обладает физическим гамильтонианом, который порождает эволюцию пространственной конформной геометрии. Это распутывает проблему времени в квантовой гравитации: калибровочная проблема (выбор слоения в описании пространства-времени) заменяется проблемой нахождения пространственных конформных геометрий, оставляя эволюцию, которая сравнима с системой с гамильтонианом, зависящим от времени. [14] Проблему времени предлагается полностью решить, ограничившись «объективными наблюдаемыми», то есть такими наблюдаемыми, которые не зависят от каких-либо внешних часов или стержней. [15]
Стрела времени в динамике формы [ править ]
Недавняя работа Джулиана Барбура, Тима Кословски и Флавио Меркати [16] демонстрирует, что Shape Dynamics обладает физической стрелой времени, задаваемой ростом сложности и динамическим хранилищем локально доступных записей прошлого. Это свойство динамического закона и не требует каких-либо специальных начальных условий.
Дальнейшее чтение [ править ]
- Меркати, Флавио (2014). «Учебник по динамике формы». arXiv : 1409.0105 [ gr-qc ]. CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
- Принцип маха
Ссылки [ править ]
- ^ Барбур, Джулиан (2012). "Гравитация как маховская динамика формы" (PDF) . fqxi talk .
- ^ Koslowski, Тим. "Домашняя страница Тима Козловски" . Проверено 18 ноября 2012 .
- ^ Козловски, Тим (2013). «Динамика формы и эффективная теория поля». Международный журнал современной физики А . 28 (13): 1330017. arXiv : 1305.1487 . Bibcode : 2013IJMPA..2830017K . DOI : 10.1142 / S0217751X13300172 . S2CID 118614894 .
- ^ Мерали, Zeeya (2012). «Неужели величайшая работа Эйнштейна неверна - потому что он не зашел слишком далеко?» . Откройте для себя журнал . Проверено 10 апреля 2012 .
- ^ Барбур, Джулиан; Бертотти, Бруно (1982). «Принцип Маха и структура динамических теорий» (PDF) . Труды Королевского общества А . 382 (1783): 295–306. Bibcode : 1982RSPSA.382..295B . DOI : 10,1098 / rspa.1982.0102 . S2CID 123089455 .
- ^ Андерсон, Эдвард; Барбур, Джулиан; Фостер, Брендан; Келлехер, Брайан; Ó Мурчадха, Найл (2005). «Физические гравитационные степени свободы». Классическая и квантовая гравитация . 22 (9): 1795–1802. arXiv : gr-qc / 0407104 . Bibcode : 2005CQGra..22.1795A . DOI : 10.1088 / 0264-9381 / 22/9/020 . S2CID 119476891 .
- ^ Гомес, Энрике; Гриб, Шон; Козловски, Тим (2011). «Гравитация Эйнштейна как трехмерная конформно инвариантная теория». Классическая и квантовая гравитация . 28 (4): 045005. arXiv : 1010.2481 . Bibcode : 2011CQGra..28d5005G . DOI : 10.1088 / 0264-9381 / 28/4/045005 . S2CID 119215598 .
- ^ Институт периметра (2011). "Что, если размер действительно не имеет значения?" . Годовой отчет 2011 .
- ^ Гомес, Энрике; Козловски, Тим (2012). «Связь между общей теорией относительности и динамикой формы». Классическая и квантовая гравитация . 29 (7): 075009. arXiv : 1101.5974 . Bibcode : 2012CQGra..29g5009G . DOI : 10.1088 / 0264-9381 / 29/7/075009 . S2CID 119208720 .
- ^ Гомес, Энрике; Козловски, Тим (2012). «Часто задаваемые вопросы о Shape Dynamicss». Основы физики . 43 (12): 1428–1458. arXiv : 1211.5878 . Bibcode : 2013FoPh ... 43.1428G . DOI : 10.1007 / s10701-013-9754-0 . S2CID 118434969 .
- Перейти ↑ Gomes, Henrique (2014). "Теорема Биркгофа для динамики формы". Классическая и квантовая гравитация . 31 (8): 085008. arXiv : 1305.0310 . Bibcode : 2014CQGra..31h5008G . DOI : 10.1088 / 0264-9381 / 31/8/085008 . S2CID 119261085 .
- ^ Гомес, Энрике; Герцег, Габриэль (2014). «Решение вращающейся черной дыры для динамики формы». Классическая и квантовая гравитация . 31 (17): 175014. arXiv : 1310.6095 . Bibcode : 2014CQGra..31q5014G . DOI : 10.1088 / 0264-9381 / 31/17/175014 . S2CID 119208372 .
- ^ Herczeg, Габриэль (2015). «Горизонты четности, черные дыры и защита хронологии в динамике формы». Классическая и квантовая гравитация . 33 (22): 225002. arXiv : 1508.06704 . Bibcode : 2016CQGra..33v5002H . DOI : 10.1088 / 0264-9381 / 33/22/225002 .
- ^ Козловски, Тим (2012). «Наблюдаемая эквивалентность между общей теорией относительности и динамикой формы». arXiv : 1203.6688 [ gr-qc ].
- ^ Барбур, Джулиан; Козловски, Тим; Меркати, Флавио (2013). «Решение проблемы времени в Shape Dynamics». Классическая и квантовая гравитация . 31 (15): 155001. arXiv : 1302.6264 . Bibcode : 2014CQGra..31o5001B . DOI : 10.1088 / 0264-9381 / 31/15/155001 . S2CID 119251890 .
- ^ Барбур, Джулиан; Козловски, Тим; Меркати, Флавио (2014). «Идентификация гравитационной стрелы времени». Phys. Rev. Lett . 113 (18): 181101. arXiv : 1409.0917 . Bibcode : 2014PhRvL.113r1101B . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.113.181101 . PMID 25396357 . S2CID 25038135 .
