Forskjellen mellom strengteori og løpekvantum-tyngdekraften

Hovedforskjell - Stringteori vs Loop Quantum Gravity

Stringteori og kvantumsløyfe tyngdekraften er to teorier om kvantumvektighet. Men de er to forskjellige tilnærminger. Stringteori er et teoretisk forsøk på å forene alle fire grunnleggende interaksjoner. Loop quantum gravity forsøker ikke å forene grunnleggende interaksjoner. Det er bare en teori om kvantvektighet. Stringteori starter fra grunnleggende aspekter av kvantteori. Loop quantum gravity, derimot, er avhengig av generell relativitet og kvantiserer gravitasjonsfelt. Stringteori fungerer i høyere dimensjonale romtider. Men sløyfekvantumgravitasjon krever ikke høyere dimensjoner. Dette er hovedforskjell mellom strengteori og loopkvantumvektighet. Selv om begge teoriene forsøker å modellere en teori om kvantvektighet, er de teoretisk svært forskjellige. Denne artikkelen forsøker å forklare grunnleggende aspekter ved begge teorier og forskjellen mellom dem.

Hva er Stringteori

Stringteori er et teoretisk forsøk på å forene alle fire grunnleggende samspill i en enkelt enhetlig teori. Flere strengensteorier som superstringteori og M-teori utvikles for tiden. Stringteorier er utviklet på samme grunnleggende antagelser om kvantteori. Stringteorier starter fra kvantteori. Kvanteteori er en kombinasjon av alle grunnleggende interaksjoner bortsett fra tyngdekraften. Så, de er basert på tre grunnleggende samspill. Til slutt blir strengteorien en forening av alle fire grunnleggende interaksjoner. Således er strengteori ansett for å være en teori om kvantvektighet.

I strengteori erstattes imidlertid de punktlignende nulldimensjonale partiklene som antas i grunnleggende partikkelfysikk av endimensjonale strenglignende objekter. Disse strengene er i stand til å vibrere og strekke seg. De er kvanteblokkene i saken.

I strengteori er begrepet supersymmetri avgjørende for å inkludere fermioner. Ifølge begrepet supersymmetri må alle fermioner ha en superpartner boson. Så supersymmetri er en konseptuell mellommann som relaterer bosoner (kraftbærere) og fermioner (materiepartikler). Stringteorier som bruker begrepet supersymmetri kalles superstrings teorier. Normalt krever strengteorier mer enn fire dimensjoner. I superstringsteori regnes romtiden for å være ti-dimensjonal. I M-teorien antas romtid å være 11-dimensjonal. 

I utgangspunktet er strengteorier klassifisert etter typen strenger som antas i teorien. Det er to typer strengsløyfer: lukkede strengsløyfer som kan deles i åpne strengsløyfer og lukkede strengsløyfer som ikke kan deles i åpne strenge. Størrelsen på strenger antas å være rundt Planck lengde eller 10^-35m. Så, hvis strenger virkelig eksisterer, ville det være veldig vanskelig å oppdage med dagens teknologi.

Stringteori antas å være en lovende kandidat for en kvantumteori om tyngdekraften og er en forening av alle fire grunnleggende samspill i naturen.

Åpne streng og Lukket streng

Hva er Loop Quantum Gravity

Loop quantum gravity er også en teori om kvantum tyngdekraften. I motsetning til strengteori forsøker løkkvomentgravitasjon ikke å forene grunnleggende interaksjoner. Loop quantum gravity utvikler bare en tyngdeorientering ut av generell relativitet. Det er hovedsakelig avhengig av den generelle relativiteten og kvantiserer gravitasjonsfeltet. I motsetning til strengteori, som i hovedsak fokuserer på kvantumegenskaper av materie, fokuserer løkkvantvektigheten hovedsakelig på kvanteegenskaper av romtid og tyngdekraften.

Spenningstid i sløyfekvotens tyngdekraften betraktes som et stoff av sløyfer. Så, plassen er ikke glatt i sin opprinnelige skala, men den er granulær. Det betyr at romtid er diskret og kvantisert. Matematisk er romtid et rotasjonsnettverk hvor kvanteforholdene representerer forskjellige kvantetilstander av romtid. Den grunnleggende størrelsen på romtid stoff ligger rundt Planck lengde skalaen (10^-35m) som er kortest mulig avstand i fysikk.

I quantum loop tyngdekraften, den uendelige singularity dukket opp på Big Bang er erstattet av en stor sprette. Så, teorien letter å studere universet utover Big Bang. I tillegg forutser teorien entropi av sorte hull.

Forskjellen mellom strengteori og løpekvantum-tyngdekraften

Forening av grunnleggende interaksjoner:

Strengteori: Det er en forening av alle fire grunnleggende samspill.

Loop quantum gravity: Det forsøker ikke å forene grunnleggende interaksjoner. Det er en kvantemekanisk teori av både tyngdekraft og romtid.

Supersymmetri:

Strengteori: Det er et svært viktig aspekt for å forholde seg til fermioner og bosoner.

Loop quantum gravity: Det krever ikke en supersymmetri.

Brudd på Lorentz Invariants:

Strengteori: Det bryter ikke Lorentz invariants.

Loop quantum gravity: Det bryter Lorentz invariants.

dimensjoner:

Strengteori: Stringteori krever høyere dimensjoner over 4.

Loop quantum gravity: Loop quantum gravity trenger ikke høyere dimensjoner.

Nærme seg:

Strengteori: Den nærmer seg kvantumgravitasjon, forutsatt hovedaspekter av kvantteori.

Loop quantum gravity: Den nærmer seg kvantumgravitasjon, forutsatt hovedaspekter av generell relativitet.

Bilde Courtesy:

"Åpne og Lukkede strenger" av Xoneca - Eget arbeid (Public Domain) via Commons Wikimedia

"Loop Quantum Theory" av Linfoxman - Foxman (Public Domain) via Commons Wikimedia