تعريف وشرح الجاذبية الكمومية

الجاذبية الكمية هي مصطلح عام للنظريات التي تحاول توحيد الجاذبية مع الآخر القوى الأساسية للفيزياء (والتي تم توحيدها معًا بالفعل) بشكل عام يفترض كيانًا نظريًا ، الجاذبية ، وهو جسيم افتراضي يتوسط قوة الجاذبية. هذا هو ما يميز الجاذبية الكمومية عن نظريات مجال موحدة أخرى معينة - على الرغم من ، في العدالة ، بعض النظريات التي تصنف عادة على أنها جاذبية كمية لا تتطلب بالضرورة أ الجاذبية.

النموذج القياسي لميكانيكا الكم (تم تطويره بين 1970 و 1973) يفترض أن الثلاثة الآخرين القوى الأساسية للفيزياء بوساطة بوزونات افتراضية. يتوسط الفوتون في القوة الكهرومغناطيسية ، ويتوسط بوزونات W و Z القوة النووية الضعيفة ، والغلوونات (مثل جسيمات دون الذرية) تتوسط القوة النووية القوية.

وبالتالي ، فإن الجاذبية سوف تتوسط قوة الجاذبية. إذا تم العثور عليها ، فمن المتوقع أن يكون الجاذبية بدون كتلة (لأنها تعمل على الفور لمسافات طويلة) ولها دوران 2 (لأن الجاذبية هي حقل موتر من المرتبة الثانية).

المشكلة الرئيسية في الاختبار التجريبي لأي نظرية للجاذبية الكمية هي أن مستويات الطاقة المطلوبة لمراقبة التخمينات غير قابلة للتحقيق في التجارب المعملية الحالية.

حتى من الناحية النظرية ، تواجه الجاذبية الكمية مشاكل خطيرة. يتم شرح الجاذبية حاليا من خلال نظرية النسبية العامة، الذي يضع افتراضات مختلفة جدًا حول الكون على المقياس الماكروسكوبي من تلك التي صنعتها ميكانيكا الكم على المقياس المجهري.

وتواجه محاولات دمجها بشكل عام "مشكلة إعادة التطبيع" ، حيث لا يلغي مجموع كل القوى وينتج عنه قيمة لا حصر لها. في الديناميكا الكهربائية الكمومية ، حدث هذا في بعض الأحيان ، ولكن يمكن للمرء أن يعيد تنظيم الرياضيات لإزالة هذه القضايا. لا يعمل مثل هذا التطبيع في التفسير الكمي للجاذبية.

بشكل عام ، افتراضات الجاذبية الكمية هي أن هذه النظرية ستثبت أنها بسيطة وأنيقة ، لذا يحاول العديد من الفيزيائيين العمل إلى الوراء ، متنبئين بنظرية يشعرون أنها قد تكون مسؤولة عن التناظر الذي لوحظ في الفيزياء الحالية ثم رؤية ما إذا كانت هذه النظريات تعمل.

تتضمن بعض النظريات الميدانية الموحدة المصنفة كنظريات جاذبية كمية ما يلي:

• نظرية الأوتار / نظرية الأوتار الفائقة / نظرية الأوتار
• الجاذبية
• حلقة الجاذبية الكمية
• نظرية التويستور
• هندسة غير تبادلية
• الجاذبية الإقليدية الكمومية
• معادلة ويلر ديويت

بالطبع ، من الممكن تمامًا أنه إذا كانت الجاذبية الكمية موجودة ، فلن تكون بسيطة ولا أنيقة ، في هذه الحالة يتم التعامل مع هذه المحاولات بافتراضات خاطئة ، وعلى الأرجح ، سيكون غير دقيق. الوقت والتجربة فقط سيخبران بالتأكيد.

من الممكن أيضًا ، كما تتنبأ بعض النظريات أعلاه ، أن فهم الجاذبية الكمية لن يحدث مجرد تعزيز النظريات ، ولكن بدلا من ذلك سيتم تقديم فهم جديد جوهريا للفضاء و زمن.

حررت بواسطة آن ماري هيلمينستين ، د.