Квантовая гравитация и расчеты перигелия Меркурия

На астрономическом форуме, который я часто посещаю, у меня была дискуссия о состоянии исследований в области квантовой гравитации. Я утверждал, что теории петлевой квантовой гравитации не могут доказать ОТО в континуальном пределе, а также не могут вычислить перигелий Меркурия, потому что на данный момент у них нет никакой материи. Другой плакат утверждал, что одна из первых вещей, которую любой гравитационный ученый проверяет для теории, - это предсказание теории для прецессии перигелия Меркурия.

Теперь, что касается космологических расширений ОТО, таких как MOND, TeVeS или STVG, я вижу, где это может иметь смысл. Но я не понимаю, как утверждение этого плаката справедливо для квантово-гравитационных теорий, которые не смогли установить, что они воспроизводят ОТО в континуальном пределе и вообще не имеют материи.

Поэтому я чувствую, что либо упускаю что-то важное в теориях квантовой гравитации в целом, либо комментарий автора относится только к модификациям гравитации космологического масштаба, разработанным как альтернатива темной материи, а не теориям квантовой гравитации. Или, возможно, немного каждого.

Как, например, можно вычислить прецессию перигелия Меркурия, используя CDT или версию LQG, основанную на спин-пене Ровелли и др.? Возможно, динамика любого объекта подразумевается в микроструктуре пространства-времени, я еще недостаточно хорошо понимаю математику, чтобы следить за последствиями, чтобы знать, правда ли это. Но как можно вычислить орбиту планеты, если вам нужны масса и фермионы, чтобы иметь Солнце и такую ​​планету, как Меркурий?

Я отмечаю самую последнюю статью на этой неделе, 21 декабря, http://arxiv.org/abs/1012.4719 , где марсельская группа LQG, возглавляемая Карло Ровелли, утверждает, что теперь они могут включать фермионы, поэтому мой вопрос относится к исследованиям, предшествующим к этому событию, а не к этому.

Я даже близко не эксперт, поэтому я ищу достаточно информации, чтобы иметь возможность разумно ответить другому автору. Я укажу им на ответ, который я получил здесь, так что, возможно, это поможет маркетингу этого превосходного ресурса.

Я вообще не уверен, что это такой хороший вопрос. Даже если бы LQG была полной теорией, содержащей не только гравитацию, но и материю (которой она не является), и даже если бы она сводилась к ОТО в непрерывном пределе (в чем я не уверен), она все равно была бы глупой (действительно, очень глупой ) вычислить в нем этот эффект. Мы не используем физику элементарных частиц + полную Стандартную модель для расчета свободного падения мяча (скажем). Не потому, что это технически невозможно. А потому, что ньютоновская картина достаточно хороша. Использование теории более низкого уровня просто добавляет сложности и точности в несущественном месте далеко после десятичной точки.
@Marek - точка зрения @inflector очень важна. Правда, у него могут быть свои слабости. Но от студента/lqg-новичка этого и следовало ожидать. Высказанные им положения заслуживают обсуждения — например, вопрос о динамике объектов в рамках lqg, сведение lqg к gr в подходящем пределе, включение материи в lqg. И я еще не видел ни одного lqg вопроса на этом сайте. Перигелий Меркурия может быть не лучшей линией атаки. Я думаю, что эффекты lqg при большом отскоке/большом взрыве могут быть более актуальной темой.
Также для lqg эквивалентом прецессии Меркурия может быть вопрос об орбитах объектов вокруг черной дыры в центре галактики, которые только недавно стали доступны для наблюдения, или какая-то подобная ситуация с сильным полем.
@space_cadet: Я мало что знаю о LQG, но предположительно это теория квантовой гравитации и поэтому работает в масштабе Планка, то есть примерно на 40-50 порядков ниже масштаба, относящегося к прецессии Меркурия. Совершенно очевидно, что эта проблема не может быть атакована напрямую. И если LQG сводится к ОТО в континуальном пределе (а это необходимо, если она хочет иметь хоть какие-то шансы в качестве правильной теории), то она даст те же результаты, что и ОТО, но с незначительными поправками. Поэтому я считаю этот вопрос бессмысленным. Я бы приветствовал другие вопросы о LQG, если они имеют смысл.
@Marek: даже если вы, конечно, не будете использовать стандартную модель для вычисления свободного падения мяча, все же важно знать, что существует цепочка рассуждений, с помощью которой стандартная модель может произвести этот прогноз (или, скорее, «постдиктион» ). Точно так же, если LQG когда-либо будет принята в качестве точной модели реальности, важно знать, что существует цепочка рассуждений, с помощью которой она дает правильное значение аномальной прецессии Меркурия — даже если эта цепочка просто проходит через классическую модель. гр. Вот почему я думаю, что это полезный вопрос.
@David: Я согласен с тем, что вопрос «Сводится ли LQG к GR в континуальном пределе?» отлично. Но это не тот вопрос. Этот все время явно говорит о Меркьюри (в частности, он есть в названии!). Как по мне, вопрос довольно плохой.
@Marek: я должен был быть более ясным. Я не был тем, кто предположил, что вычисление перигелия Меркурия было полезным упражнением. Эту задачу поставили передо мной другие авторы на форуме Bad Astronomy Universe Today в качестве теста для любой новой теории гравитации. Я думал, что это была задача, которая не имела смысла в качестве первого шага, и которую теории квантовой гравитации не могли решить в настоящее время, хотя я думаю, что некоторые из них близки к этому. Я был тем, кто предположил, что доказательство того, что LQG сводится к GR в континуальном пределе, было бы намного лучшим первым шагом, поскольку оно также дает вам классическое поведение.
@inflector: я вижу, как кто-то может предложить проверить Меркурий на наличие простых модификаций GR (например, f (R) гравитации). Но уж точно не для проверки теории квантовой гравитации. Итак, с учетом этого момента, я думаю, что ваш вопрос был бы намного лучше, если бы разговор о Меркурии был полностью удален, а вопрос был сосредоточен только на LQG и его возможных проверках; либо вообще спрашивая, дает ли LQG какие-либо правильные предсказания, либо конкретно спрашивая о выводе определенного результата, который, как вы уже знаете, может быть получен, но вы не знаете, как это сделать.
@Marek, я согласен, что в целом это были бы лучшие общие вопросы. У меня был этот конкретный вопрос, потому что это было то, что было предложено мне. На самом деле это не моя идея и не мой вопрос.
@inflector: конечно, я понял :-) Итак, раз уж у вас уже есть ответ на этот вопрос, было бы здорово, если бы вы задали больше вопросов по LQG.

Ответы (1)

Прежде всего, я думаю, вы правы в том, что прецессия Меркурия полезна только для проверки классических крупномасштабных теорий гравитации, таких как MOND, которые фактически управляют астрономическими взаимодействиями.

Как указано в комментариях, квантовая гравитация в основном занимается совершенно другой областью, а именно планковскими расстояниями, временем и плотностью, поскольку именно в этих сценариях классическая ОТО, похоже, не работает. Соответственно, типичными проверками теорий квантовой гравитации являются такие вещи, как энтропия черной дыры и предсказание некоего несингулярного поведения Вселенной во время Большого взрыва. Использование LQG для расчета свойства сложной системы реального мира, такой как Солнечная система, в худшем случае невозможно, а в лучшем случае абсурдно сложно, если на самом деле оно сводится к классической ОТО (которую, как я также слышал, еще предстоит доказать).

С другой стороны, теория квантовой гравитации могла бы справиться с «интересной» частью расчета планетарной прецессии без непосредственного учета массы. Все, что ему действительно нужно, — это соединение, которое в LQG обеспечивается калибровочным полем SU(2). А а я определены на ребрах графа. Учитывая граф и соединение, можно было бы вычислить что-то вроде геодезической через граф, что в континуальном пределе соответствовало бы орбите - хотя мои знания LQG здесь недостаточны, я не уверен, что это так. вы фактически перейдете от квантовой геометрии к орбите. И вообще, насколько мне известно, чтобы получить связь для данного распределения масс (т.е. Солнца) в первую очередь, вам пришлось бы использовать классическую ОТО для нахождения символов Кристоффеля.

Спасибо, Дэвид. У меня также была моя точка зрения, и ваша вышеизложенная неявно подтверждена на форумах по физике, где я задал тот же основной вопрос.
Квантовая гравитация и расчеты перигелия Меркурия
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v