В Нобелевской лекции 2006 года Джорджа Смута , получившего Нобелевскую премию за исследование космического микроволнового фона (CMB), он ссылается на возможность того, что CMB является особой системой отсчета, заявляя, что «современные попытки найти нарушения специальной теории относительности смотрят на эту ссылку кадр как естественный каркас, который был бы особенным».
На веб-сайте Смута «aether.lbl.gov» также говорится о CMB: «Кажется, это нарушает постулаты Галилея и специальной теории относительности, но есть предпочтительный фрейм ».
Существуют ли рецензируемые статьи, в которых рассматривается возможность того, что реликтовое излучение представляет собой особый каркас?
Если вы собираетесь искать нарушение эквивалентности фреймов, вы захотите протестировать предложенный специальный фрейм с каким-то другим (а не с двумя случайно выбранными фреймами). Локальная система реликтового излучения, вероятно, является лучшим выбором (точно так же, как гелиоцентрическая система была лучшим выбором для Майкельсона и Морли на заре 20-го века).
Обратите внимание, что если бы система реликтового излучения была структурой светоносного эфира, M&M легко нашла бы ее, поскольку наша скорость относительно реликтового излучения примерно в десять раз превышает их порог чувствительности (не говоря уже о LIGO и подобных крупномасштабных интерферометрах...), поэтому поиск должен быть для какой-то другой особенности.
Позднее добавление: вы можете выполнять поиск нарушений Лоренца как паразитарную науку во многих контекстах. Как правило, эти измерения имеют низкую разрешающую способность по отдельности, но вместе они начинают складываться. Недавний пример, о котором я знаю, потому что он произошел в эксперименте, с которым я связан, - это первое испытание нарушения Лоренца с помощью эксперимента с антинейтрино на основе реактора Double Chooz (также на arXiv ).
По-видимому, существуют некоторые расширения Стандартной модели, допускающие нарушение симметрии Лоренца, хотя, насколько я понимаю, симметрия нарушается спонтанным нарушением симметрии, что означает, что теория была бы симметричной в эпоху, когда силы были объединены, и симметрия была нарушена случайным распадом в другое состояние вакуума. Так что в этом случае не было бы никакой асимметрии в фундаментальных законах физики, а было бы только в особом состоянии вакуума, которым обладает наша область Вселенной, которое было зафиксировано случайными событиями в прошлом. В статье «Нарушение лоренцевой симметрии» от PhysicsWeb такие расширения Стандартной модели, нарушающие лоренц-симметрию, обсуждаются более подробно. Вот раздел, объясняющий актуальность спонтанного нарушения симметрии:
Выравнивание магнита — классический пример того, что называется спонтанным нарушением симметрии. Взаимодействия отдельных диполей в магните не зависят от какого-либо конкретного направления, и их динамика инвариантна относительно вращения. Однако для формирования магнита диполи должны спонтанно выровняться в каком-то направлении, что «спонтанно нарушает» вращательную симметрию.
В 1989 году Костелеки и Стюарт Сэмюэл из Городского университета Нью-Йорка показали, что теория струн допускает спонтанное нарушение симметрии Лоренца в ранней Вселенной. Если лоренцева симметрия спонтанно нарушена, небольшие реликтовые фоновые поля, называемые тензорными значениями вакуумного ожидания, пронизывают вселенную и указывают в спонтанно выбранных направлениях. Элементарная частица в присутствии одного из этих реликтовых полей тогда будет испытывать взаимодействия, имеющие преимущественное направление в пространстве-времени. В частности, могут быть предпочтительные направления в трехмерном пространстве в любой фиксированной системе отсчета, такой как наземная лаборатория.
На фундаментальном уровне симметрия Лоренца по-прежнему сохранялась бы динамически, и все взаимодействия оставались бы инвариантными при преобразованиях Лоренца наблюдателя. Однако присутствие реликтовых полей нарушило бы лоренц-инвариантность частиц, что привело бы к вариациям физических взаимодействий по мере изменения движения или ориентации частицы по отношению к реликтовым полям.
Однако не уверен, есть ли основания ожидать, что предпочтительный кадр такого реликтового поля будет таким же, как кадр CMB.
Кстати, разница между лоренцевой симметрией «наблюдателя» и лоренцевой симметрией «частицы», обсуждаемая в этой статье, где симметрия «наблюдателя» относится к фундаментальным законам, а симметрия «частицы», возможно, нарушается реликтовыми полями, также обсуждается на страницах 275–276 книги Стивена Уэбба «Из этого мира: сталкивающиеся вселенные, браны, струны и другие дикие» — эти страницы можно прочитать в книгах Google здесь .
В этой книге конкретно говорится, что именно в контексте М-теории , предположительного объединения различных теорий струн, ожидается, что лоренцевская симметрия наблюдателя сохранится, но лоренцевская симметрия частицы может быть нарушена. Я также нашел другую ссылку на предположение о том, что фундаментальные законы М-теории должны (хотя и только как анзац или обоснованное предположение) быть инвариантными относительно преобразования Лоренца, на с. 368 книги *Двойственность и суперсимметричные теории, которая ссылается на с. 368 (можно посмотреть здесь) к аргументу, что «М-теория ... является полностью лоренц-инвариантной теорией в 11 измерениях». Но в других подходах к квантовой гравитации, я думаю, у физиков меньше уверенности в том, что теория будет включать некоторую форму лоренц-инвариантности. Например, см. стр. 8 этой статьи , в которой обсуждаются возможности подхода, известного как эмерджентная гравитация :
В то время как предыдущее обсуждение относится к стандартной структуре (ОТО плюс КТП), можно предусмотреть другие результаты для постулата скорости света, если принять во внимание отклонения от ОТО. Поиски таких отклонений в последние годы активизировались в связи с появлением зарождающейся парадигмы гравитации. В рамках этой структуры на самом деле очень естественно также рассматривать лоренц-инвариантность как эмерджентную пространственно-временную симметрию, нарушаемую при высоких энергиях. Действительно, в настоящее время у нас есть несколько игрушечных моделей, в которых может возникнуть конечная скорость распространения в системах, не имеющих фундаментального ограничения скорости [34]. Например, так обстоит дело со скоростью звука в ньютоновских (нерелятивистских) системах конденсированного состояния. Отдельные частицы системы могут двигаться со сколь угодно большими скоростями; однако,
Если бы электромагнитные поля были эмерджентными коллективными возбуждениями лежащей в их основе системы со скоростью света, играющей роль скорости звука, то любая частица или возбуждение, движущиеся со скоростями большими, чем c, замедлялись бы, испуская электромагнитное излучение, как в случае Черенкова. эффект. На практике скорость света покажется непреодолимой. Эта перспектива предлагает ответ на вопрос, с которого мы начали это эссе: потому что вся физика, о которой мы знаем, даже в ускорителях, является физикой низких энергий, и все известные поля являются коллективными переменными еще неизвестной базовой системы. Может быть, разрешено путешествовать быстрее света, но только для высокоэнергетических существ.
Нарушение лоренц-инвариантности обычно проявляется через дисперсионные соотношения для вещества, модифицированного при энергиях, близких к масштабу Планка, около ГэВ.
И в этой недавней статье говорится:
судьба релятивистских симметрий в режиме Планка вызвала интерес с других точек зрения (см., например, 6 , 7 и 8 ). Релятивистские симметрии могут остаться невредимыми благодаря новым структурам на планковском масштабе (например, 9 ), но есть по крайней мере две другие возможности. Эффекты планковского масштаба могут нарушать релятивистскую инвариантность, вводя предпочтительную систему отсчета [10], [11], [12], [13] и [14]; либо они могут деформировать релятивистские преобразования симметрии, сохраняя относительность инерциальных систем отсчета [15], [16], [17], [18], [19] и [20].
Глядя на ссылки, которые следуют за фразой «предпочтительная система отсчета» в статье, кажется, что все они имеют дело с подходами к квантовой гравитации, отличными от М-теории, такими как петлевая квантовая гравитация .
грабить