Если фундаментальная теория демонстрирует, например, зеркальную симметрию, то в каком смысле лежащая в ее основе геометрия реальна?

Являются ли недавно открытые симметрии в теории струн такими, что теории, основанные на зеркальной геометрии, абсолютно одинаковы с наблюдаемой точки зрения?

Я имею в виду зеркальную симметрию, т.е. под симметриями я подразумеваю дуальности, встречающиеся в теории струн.


(v2)

Скажем, вы берете, например, метрику Шварцшильда из общей теории относительности и рассматриваете ее эквивалент в какой-то теории квантовой теории гравитации. Там, если не присматриваться достаточно близко, т.е. если смотреть на усреднения, квантово-шварцшильдовское пространство выглядело бы классическим, а именно как общеотносительное пространство Шварцшильда.

Теперь целевое пространство в теории струн представляет собой одно многообразие, и это приводит к квантованной теории. Но если на самом деле существует два зеркально отражающих многообразия, из которых может возникнуть эта теория, то я полагаю, что классическая версия выглядит как ни одна из этих геометрий. Из этого наблюдения вытекает следующий вопрос, что существуют совершенно разные (зеркальные) варианты, с которых вы можете начать Калаби-Яу (рассматриваемые в лагранжиане), если вы идете в направлении квантования, и вывод, что ни одно из них не будет пределом, или там больше лимитов.

Если предположить, что мир описывается такой теорией, неужели мы действительно живем сразу в двух неразделимых геометриях?

Другими словами, я спрашиваю, можно ли считать теорию струн квантовой гравитацией в том смысле, что существует классический предел классической дифференциальной геометрии, особенно в отношении дополнительных измерений. И если да, то к какой геометрии в этих высших измерениях ведет предел? Я знаю, что по крайней мере часть геометрии должна исходить из возбуждения струны, представляющей собой квантование метрики/гравитона. Но я подозреваю, что различные метрики в лагранжиане нелинейной сигма-модели также существенно повлияют на классическую картину, прямо или косвенно.

Думаю, тогда я сниму вопрос, так как ничем не могу вам помочь.
Что вы подразумеваете под "неотличимым"? Если вы имеете в виду математические модели для математических моделей, то это неверно: две геометрии в зеркальных многообразиях Калаби-Яу часто сильно различаются. Если вы имеете в виду физически основанные на наблюдениях, обратите внимание, что две теории могут эффективно согласовываться на основе текущих наблюдаемых, но при этом их можно будет различить будущими наблюдениями.
@WillieWong: Нет, тот факт, что два многообразия Калаби-Яу очень разные, является точной причиной, по которой я спрашиваю. Если геометрии, в которых лежат теории, различны, а наблюдаемые физические величины одни и те же, можно ли говорить о реальности, имеющей восемь из этих двух геометрических форм? Лично у меня нет проблем с отказом от какой-либо геометрической картины мира, но было бы интересно узнать (если ни один из этих двух вариантов не является нашей эффективной классической геометрией), какая геометрия возникает, т. е. та геометрия, которую мы в итоге видим? Похоже, это не одно из двух.
Судя по вашему предыдущему комментарию, ваш вопрос касается философии , а не физики . Это все равно, что спросить, знаю ли я (и только знаю), что десятичное расширение числа начинается с 3.141592653589793, является ли это (абстрактное) число фиксированным числом? Или это число одновременно является классом эквивалентности всех чисел с этим начальным десятичным разложением?
В некотором смысле ваш вопрос похож на вопрос, который привел к формулировке (и принятию) бритвы Оккама как метанаучного принципа.
@WillieWong: Нет, на самом деле это скорее математический вопрос. Точка зрения в основном представляет собой следующую наивную картину: вы берете, скажем, метрику Шварцшильда и квантуете ее до некоторой квантовой теории гравитации. Если не присматриваться, квантовое пространство Шварцшильда будет выглядеть классическим, а именно как пространство Шварцшильда общей теории относительности. Теперь целевое пространство в теории струн представляет собой одно многообразие, и это приводит к квантованной теории. Но если на самом деле существует два зеркально отражающих многообразия, из которых может возникнуть эта теория, то я полагаю, что классическая версия выглядит как ни одна из этих геометрий.
Если это больше математический вопрос, можете ли вы попытаться сформулировать его на математическом языке? Интересно, вы говорите мимо меня из-за неточности английских прилагательных?
@WillieWong: Формулировка второго вопроса заключалась бы в том, чтобы спросить, можно ли считать теорию струн квантовой гравитацией в том смысле, что существует классический предел классической дифференциальной геометрии, особенно в отношении дополнительных измерений. И если да, то к какой геометрии в этих высших измерениях ведет предел? Вопрос исходит из наблюдения, что существуют совершенно разные (зеркальные) варианты, с которых Калаби-Яу можно начать (рассмотреть в лагранжиане), если идти в другом направлении, и вывод, что ни одно из них не будет пределом, или там больше ограничений.

Ответы (1)

Для двух многообразий, связанных зеркальной симметрией, все предсказания одинаковы, если это строки IIA на одном и строки IIB на другом --- две идеи: компактифицировать IIA на M или компактифицировать IIB на зеркале M. идентичны, и две пары многообразие/теория струн могут быть ничем не различимы --- между ними нет никакой разницы, это одна и та же теория на двух разных языках. Нет смысла спрашивать, что правильно.

Но теория ИИС о М — это не то же самое, что теория ИИС о зеркале. Самый простой способ понять это — использовать круг, где зеркальная симметрия — это Т-двойственность, а зеркальная симметрия — это просто обобщение этого до общего уравнения Калаби-Яу, которое наиболее интересно с математической точки зрения, потому что оно говорит вам, что спектр струны IIA на одно многообразие совпадает со спектром струны IIB на другом.

Идентичность Т-дуальности (известная уже Шварцу и его сотрудникам в 1980-х годах) означает, что на самом деле нет никакой разницы между теориями IIA и IIB, это одна и та же теория с другим геометрическим языком для микроскопических степеней свободы. Двойственность завораживает, но всякий раз, когда одна геометрия становится большой и классической (декомпактной), двойственное описание становится отдаленным и сверхквантовым (субпланковским). Итак, как правило, вы знаете, какое описание следует использовать.

Спасибо. (Но вы не касаетесь здесь второго вопроса, верно? А именно, если и как одно или оба многообразия находятся в классическом пределе как в классической геометрии.)
@NickKidman: Проблема в том, что ни один из них не найден, потому что геометрия определяется только путем проверки с помощью строкового материала. Геометрия вторична, она определена только в той мере, в какой ваши зонды в теории струн позволяют вам унюхать ее. Если вы исследуете с помощью зондов типа IIA, например, браны 0, вы обнаружите геометрию IIA. Если вы исследуете с помощью зондов типа IIB, таких как браны D1, вы обнаружите другую геометрию. Обе геометрии хорошо определены только при слабой связи, когда струны пертурбативны, разные зонды видят разные вещи, потому что они взаимно нелокальны.