Η βασική διαφορά μεταξύ της κβαντικής βαρύτητας βρόχου και της θεωρίας χορδών είναι ότι η κβαντική βαρύτητα βρόχου δεν προσπαθεί να ενοποιήσει θεμελιώδεις αλληλεπιδράσεις, ενώ η θεωρία χορδών είναι μια θεωρητική προσπάθεια ενοποίησης και των τεσσάρων θεμελιωδών αλληλεπιδράσεων.
Η κβαντική βαρύτητα βρόχου είναι μια θεωρία που εμπίπτει στην κβαντική βαρύτητα και στοχεύει στη συγχώνευση της κβαντικής μηχανικής και της γενικής σχετικότητας. Η θεωρία χορδών είναι ένα θεωρητικό πλαίσιο όπου τα σημειακά σωματίδια (της σωματιδιακής φυσικής) αντικαθίστανται με D με ονόματα αντικειμένων χορδές. Οι τέσσερις θεμελιώδεις αλληλεπιδράσεις που συζητούνται παραπάνω στην ενότητα βασικών διαφορών είναι οι βαρυτικές αλληλεπιδράσεις, οι ηλεκτρομαγνητικές αλληλεπιδράσεις, οι ισχυρές αλληλεπιδράσεις και οι ασθενείς αλληλεπιδράσεις.
Τι είναι η κβαντική βαρύτητα βρόχου;
Η κβαντική βαρύτητα βρόχου είναι μια θεωρία που εμπίπτει στην κβαντική βαρύτητα και στοχεύει στη συγχώνευση της κβαντικής μηχανικής και της γενικής σχετικότητας. Αυτό γίνεται μέσω της ενσωμάτωσης ενός τυπικού μοντέλου στο πλαίσιο της καθαρής περίπτωσης κβαντικής βαρύτητας. Μπορούμε να συντομεύσουμε αυτή τη θεωρία ως LQG και είναι υποψήφια για την κβαντική βαρύτητα, όπου ανταγωνίζεται τη θεωρία χορδών.
Μπορούμε να κατανοήσουμε αυτή τη θεωρία ως μια προσπάθεια ανάπτυξης μιας κβαντικής θεωρίας της βαρύτητας. Μπορούμε να κάνουμε αυτή την εξέλιξη ανάλογα με τη γεωμετρική διατύπωση του Αϊνστάιν όπου δεν αντιμετωπίζουμε τη βαρύτητα ως δύναμη. Εκεί, πρέπει να υποθέσουμε ότι η θεωρία της κβαντικής βαρύτητας βρόχου έχει κβαντίσει τον χώρο και τον χρόνο ανάλογα με την κβαντοποίηση της ενέργειας και της ορμής στην κβαντική μηχανική. Επομένως, αυτή η θεωρία μας δίνει μια ένδειξη του χωροχρόνου όπου ο χώρος και ο χρόνος φαίνονται κοκκώδεις και διακριτοί άμεσα λόγω της κβαντοποίησης, η οποία είναι παρόμοια με τα φωτόνια στην κβαντική θεωρία σχετικά με τον ηλεκτρομαγνητισμό και τα διακριτά ενεργειακά επίπεδα των ατόμων.
Εικόνα 01: Ανιχνευτής σωματιδίων CMS
Επιπλέον, αυτή η θεωρία υποστηρίζει ότι η δομή του χώρου αποτελείται από πεπερασμένους βρόχους υφασμένους σε ένα λεπτό δίκτυο παρόμοιο με το ύφασμα. Αυτά τα δίκτυα ονομάζουμε δίκτυα περιστροφής. Ωστόσο, ο ίδιος ο χώρος προτιμά μια ατομική δομή. Υπάρχουν δύο ερευνητικές προσεγγίσεις για αυτή τη θεωρία, οι οποίες περιλαμβάνουν την πιο παραδοσιακή κβαντική βαρύτητα κανονικού βρόχου και τη νέα κβαντική βαρύτητα συμμεταβλητού βρόχου.
Τι είναι η Θεωρία Χορδών;
Η θεωρία των χορδών είναι ένα θεωρητικό πλαίσιο όπου τα σημειακά σωματίδια της σωματιδιακής φυσικής αντικαθίστανται με συμβολοσειρές ονομάτων αντικειμένων D. Αυτή η θεωρία μπορεί να περιγράψει τη διάδοση των χορδών μέσω του χώρου και τις αλληλεπιδράσεις τους μεταξύ τους. Όταν πρόκειται για μεγαλύτερες κλίμακες, μια χορδή τείνει να εμφανίζεται ως ένα συνηθισμένο σωματίδιο που έχει τη μάζα, το φορτίο κ.λπ., και μπορούμε να τα προσδιορίσουμε μέσω της κατάστασης δόνησης αυτής της συμβολοσειράς.
Μπορούμε να παρατηρήσουμε ότι η θεωρία χορδών θεωρεί μία ή περισσότερες καταστάσεις δόνησης μιας χορδής σωματιδίων ως αντίστοιχη ιδιότητα της βαρύτητας, η οποία είναι ένα κβαντομηχανικό σωματίδιο που φέρει βαρυτική δύναμη. Επομένως, μπορούμε να πούμε ότι η θεωρία χορδών είναι μια θεωρία της κβαντικής βαρύτητας.
Επιπλέον, η θεωρία χορδών συμβάλλει στις προόδους της μαθηματικής φυσικής που εφαρμόζονται σε μια ποικιλία προβλημάτων σχετικά με τη φυσική της μαύρης τρύπας καθώς και στην κοσμολογία του πρώιμου σύμπαντος, την πυρηνική φυσική κ.λπ.
Όταν εξετάζουμε την ιστορία αυτής της θεωρίας, εμφανίστηκε για πρώτη φορά στη δεκαετία του 1960 ως θεωρία της ισχυρής πυρηνικής δύναμης. Ωστόσο, εγκαταλείφθηκε υπέρ της κβαντικής χρωμοδυναμικής. Αργότερα, οι επιστήμονες κατάλαβαν ότι οι κύριες ιδιότητες της θεωρίας χορδών την καθιστούν ακατάλληλη για την πυρηνική φυσική και αποδόθηκαν στην κβαντική θεωρία της βαρύτητας. Μπορούμε να αναγνωρίσουμε το αρχαιότερο μοντέλο της θεωρίας χορδών ως θεωρία χορδών μποζονίων. Αυτή η θεωρία περιελάμβανε μόνο σωματίδια μποζονίων, η οποία αργότερα αναπτύχθηκε σε θεωρία υπερχορδών που έδειξε τη σχέση ή την «υπερσυμμετρία» μποζονίων και φερμιονίων.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της κβαντικής βαρύτητας βρόχου και της θεωρίας χορδών;
Η κβαντική βαρύτητα βρόχου είναι μια θεωρία που εμπίπτει στην κβαντική βαρύτητα και στοχεύει στη συγχώνευση της κβαντικής μηχανικής και της γενικής σχετικότητας. Η θεωρία χορδών είναι ένα θεωρητικό πλαίσιο όπου τα σημειακά σωματίδια (της σωματιδιακής φυσικής) αντικαθίστανται με D με ονόματα αντικειμένων χορδές. Η βασική διαφορά μεταξύ της κβαντικής βαρύτητας βρόχου και της θεωρίας χορδών είναι ότι η κβαντική βαρύτητα βρόχου δεν προσπαθεί να ενοποιήσει θεμελιώδεις αλληλεπιδράσεις, ενώ η θεωρία χορδών είναι μια θεωρητική προσπάθεια ενοποίησης και των τεσσάρων θεμελιωδών αλληλεπιδράσεων.
Το παρακάτω infographic συνοψίζει τις διαφορές μεταξύ της κβαντικής βαρύτητας βρόχου και της θεωρίας χορδών σε μορφή πίνακα.
Σύνοψη – Κβαντική βαρύτητα βρόχου εναντίον θεωρίας χορδών
Η βασική διαφορά μεταξύ της κβαντικής βαρύτητας βρόχου και της θεωρίας χορδών είναι ότι η κβαντική βαρύτητα βρόχου δεν προσπαθεί να ενοποιήσει θεμελιώδεις αλληλεπιδράσεις, ενώ η θεωρία χορδών είναι μια θεωρητική προσπάθεια ενοποίησης και των τεσσάρων θεμελιωδών αλληλεπιδράσεων. Οι τέσσερις θεμελιώδεις αλληλεπιδράσεις που συζητούνται παραπάνω στην ενότητα βασικών διαφορών είναι οι βαρυτικές και ηλεκτρομαγνητικές αλληλεπιδράσεις, οι ισχυρές και οι ασθενείς αλληλεπιδράσεις.
