Почему гравитацию так трудно объединить с тремя другими фундаментальными силами?

Если вы вернетесь к истокам, то сложность слияния гравитации с другими силами в основном связана с тем, что общая теория относительности является чисто геометрической теорией — опять же, в своей первоначальной форме, — а все остальные силы являются квантовыми, в связи с чем я в основном означают, что они передаются четко определенными силовыми частицами. Простейшим примером является фотон как частица, передающая электромагнитное поле, но эта идея очень хорошо переносится как на слабые, так и на сильные взаимодействия.

Общая теория относительности, напротив, работает очень и очень хорошо, даже не прибегая к таким концепциям или, если уж на то пошло, к частицам вообще. Как сформулировал это Эйнштейн, ОТО на самом деле целиком посвящена искривленным пространствам.

По аналогии впоследствии предполагалось -- кажется, где-то в 1960-х или, может быть, 1950-х годах? -- что гравитация тоже должна иметь квантовую форму, но это всегда было предположением, а не абсолютным доказательством, своего рода "оно работало здесь, здесь и здесь... сила, гравитация?»

Но преодолеть такой огромный разрыв довольно сложно. Достаточно легко дать общее описание гравитации как силы универсального притяжения, хотя даже в этом случае вы быстро столкнетесь с нечетными проблемами бесконечности, которых нет у других сил. Но если вы сделаете это... что случилось со всей этой частью об искривленном пространстве? Простейшая возможная модель всепритягивающей квантовой силы будет просто сохранять пространство в виде жесткого каркаса и делать все почти так же, как с электромагнитной силой, только с одним типом заряда (массой).

Итак, вы можете сделать одно (искривленное пространство) или другое (вселенское гравитон-опосредованное квантовое притяжение), но не так просто сделать и то, и другое. И независимо от того, как вы это делаете, другие силы не искривляют пространство напрямую, что делает гравитацию довольно уникальной. Следовательно, кажется, что детали никогда не работают совершенно правильно, и о том, почему это может быть, написано много книг.

Подробное изложение тонкостей и технических моментов, освещающих проблему, само по себе является темой исследования!

Здесь сделана попытка дать краткое обсуждение эпистемологических аргументов без математического жаргона или подробной феноменологии, которую, я уверен, некоторые хотели бы дополнить или улучшить. Я бы приветствовал это.

Есть ряд причин, которые в совокупности могут помочь нам понять, почему мы не видим, как поступить в поисках хорошей теории квантовой гравитации и, следовательно, объединить ее с другими силами природы. Основная причина заключается в физически различных структурах гравитационной силы и других сил природы. Когда дело доходит до гравитации, даже понятие квантовых флуктуаций полей уже проблематично. В то время как для других сил природы квантовые флуктуации имеют осмысленную интерпретацию и относительно «легко» вычисляются.

Другая возможная причина заключается в том, что используемые нами инструменты и философия, которой мы придерживаемся, основаны на понятии квантования полей, и что мы пытаемся подтолкнуть эту философию к включению гравитации. Это реализовано в «старых» подходах, в рамках которых предпринимались попытки построения пертурбативно перенормируемых теорий квантовой гравитации. Все они страдали тем или иным недостатком.

Успешная квантовая теория поля позволяет нам проводить вычисления и извлекать разумные результаты, которые затем можно проверить экспериментально. В двух основных подходах к квантовой гравитации, теории струн и петлевой квантовой гравитации, такие проверяемые расчеты не были доступны экспериментально из-за большого количества требуемой энергии. Так что результаты этих теорий в настоящее время остаются в лучшем случае только теоретическими спекуляциями. Но обе эти теории находятся еще в стадии разработки и отнюдь не являются на данном этапе законченными теориями природы.

На мой взгляд, основное состоит в том, что общая теория относительности является детерминистской теорией и гравитация проявляется на макроскопическом уровне, тогда как квантовая теория является вероятностной теорией и проявляется на микроскопическом уровне, и на этом уровне действуют другие силы. Поэтому трудно объединить эти теории. За последние пять десятилетий физики-теоретики/физики элементарных частиц/математики предприняли серьезные усилия, чтобы дать удовлетворительную квантовую теорию гравитации, и это были: 1. Канонический подход Кучара-Ишама 2. Ковариантный подход Б. ДеВитта 3. Петля Аштекара подход квантовой гравитации 4. подход теории Твистора Пенроуза и т.д., но пока у нас нет полностью удовлетворительной теории. Возможно, нам нужна новая математическая теория, такая как некоммутативная геометрия, чтобы объединить эти две теории, кто знает!

Если рассматривать гравитацию как давление, а не как притяжение, и материя является результатом этого давления, то энергия скручивается в сферы, когда сила давления больше, чем противодействующая сила расширяющейся энергии, разве это не лучше соответствовало бы распределению? материи во Вселенной?

Масса в пространстве-времени, определяемая как плотность материи и энергии, рассматриваемая как потенциал в полости вместо веса, поскольку пространство невесомо, кажется более логичной, чем сила притяжения как свойство массы. Если тело в космосе является продуктом давления, возникающего в результате действия энергии, воздействующей на окружающую его среду, толкающей выпуклость противодействующей силы, и существует в равновесном состоянии, уравнивающем потенциал до нуля, интегрирует гравитацию в энергию за счет сочетания противодействующих сил энергия с*с. Если мы предположим, что все силы имеют равную противодействующую силу, приняв только тот факт, что наблюдаемая плотность энергии массы в любой точке является произведением звездной тепловой энергии, встречающейся с противодействующей равной силой, конденсирующей энергию, отражая ее в стоячую волну, движущуюся в противоположных направлениях, заставляя ее расширяться в 3-х мерную форму из 0,

Конденсация происходит, когда энергия нейтрализуется взаимодействием равных состояний, что приводит к фазовому переходу, когда энергия принимает новое геометрическое распределение. Разве не необходимо для существования материи наличие противодействующей силы, которая нейтрализует звездную энергию в пространстве, ускоряя ее до квадратного состояния в противоположном направлении, заставляя ее расширяться из точки в сферу, уравновешивая ее во всех направлениях к противоборствующая сила, идущая со всех сторон?

Является ли материя только геометрией в сферической форме, поскольку объемы давления были отражением света? Как фотоны, так и планеты?

Существует ли время? Прошлое и будущее определяется его небытием. Нет ничего другого, кроме сейчас, и это постоянно.

Если причиной является Большой взрыв, не означает ли это, что любая частица содержит информацию обо всех других частицах в любой момент времени?

Если бы наша планета была квантовой системой, разве ее нельзя было бы измерить, поскольку мы живем внутри волновой функции и являемся ее частью?