Verschil tussen snaartheorie en lus Quantumzwaartekracht

Belangrijkste verschil - Snaartheorie vs Loop Quantum Gravity

Snaartheorie en zwaartekracht van de kwantumlus zijn twee theorieën over kwantumzwaartekracht. Maar het zijn twee verschillende benaderingen. Snaartheorie is een theoretische poging om alle vier fundamentele interacties te verenigen. Lus kwantumzwaartekracht probeert niet om fundamentele interacties te verenigen. Het is slechts een theorie van kwantumzwaartekracht. De snaartheorie vertrekt van fundamentele aspecten van de kwantumtheorie. Lus quantum zwaartekracht, aan de andere kant, vertrouwt op de algemene relativiteit en quantize zwaartekrachtveld. Snaartheorie werkt in hogere dimensionale ruimtetijden. Maar de kwantumzwaartekracht vereist geen hogere dimensies. Dit is de grootste verschil tussen snaartheorie en kwantumzwaartekracht. Hoewel beide theorieën proberen een theorie van kwantumzwaartekracht te modelleren, zijn ze theoretisch heel anders. Dit artikel probeert fundamentele aspecten van beide theorieën en het verschil tussen beide te verklaren.

Wat is String Theory

Snaartheorie is een theoretische poging om alle vier fundamentele interacties te verenigen in een enkele verenigde theorie. Verschillende snaartheorieën zoals superstring-theorie en M-theorie worden momenteel ontwikkeld. Stringtheorieën zijn ontwikkeld op basis van dezelfde uitgangspunten van de kwantumtheorie. Snaartheorieën vertrekken vanuit de kwantumtheorie. Quantumtheorie is een combinatie van alle fundamentele interacties behalve de zwaartekracht. Ze zijn dus gebaseerd op drie fundamentele interacties. Uiteindelijk wordt de snaartheorie een unificatie van alle vier fundamentele interacties. Dus snaartheorie wordt beschouwd als een theorie van kwantumzwaartekracht.

In de snaartheorie worden de puntvormige nul-dimensionale deeltjes die in de fundamentele deeltjesfysica worden verondersteld echter vervangen door eendimensionale tekenreeksachtige objecten. Deze snaren kunnen trillen en rekken. Ze zijn de kwantumbouwstenen van materie.

In de snaartheorie is het concept van een supersymmetrie essentieel om fermionen op te nemen. Volgens het concept van supersymmetrie moeten alle fermionen een superpartner-boson hebben. So supersymmetrie is dus een conceptuele intermediair die bosonen (krachtdragers) en fermionen (materiedeeltjes) met elkaar in verband brengt. Stringentheorieën die het concept van supersymmetrie gebruiken, worden theorieën van superstrings genoemd. Normaal gesproken vereisen snaartheorieën meer dan vier dimensies. In de superstring-theorie wordt de ruimte-tijd als tien-dimensionaal beschouwd. In de M-theorie wordt aangenomen dat de ruimtetijd 11-dimensionaal is. 

In principe worden snaartheorieën geclassificeerd volgens het type snaren dat in de theorie wordt verondersteld. Er zijn twee soorten stringlussen: gesloten tekenreeksen die kunnen worden gescheiden in open tekenreekslussen en gesloten tekenreekslussen die niet kunnen worden gedeeld in open tekenreeksen. De grootte van strings wordt verondersteld rond de lengte van Planck of 10 te liggen^-35m. Dus, als strings echt bestaan, zou het heel moeilijk zijn om met huidige technologieën te detecteren.

Van snaartheorie wordt aangenomen dat het een veelbelovende kandidaat is voor een kwantumtheorie van de zwaartekracht en een unificatie is van alle vier de fundamentele interactie in de natuur..

Open string en Closed string

Wat is Loop Quantum Gravity

Luskwantumzwaartekracht is ook een theorie van kwantumzwaartekracht. In tegenstelling tot de snaartheorie, probeert lus kwantumzwaartekracht fundamentele interacties niet te verenigen. Lus kwantumzwaartekracht ontwikkelt eenvoudigweg een theorie van de zwaartekracht uit de algemene relativiteit. Het vertrouwt voornamelijk op de algemene relativiteit en kwantiseert het zwaartekrachtsveld. In tegenstelling tot de snaartheorie, die zich voornamelijk richt op kwantumeigenschappen van materie, concentreert lus kwantumzwaartekracht zich voornamelijk op kwantumeigenschappen van ruimte-tijd en zwaartekracht.

Ruimtetijd in lus Kwantumzwaartekracht wordt gezien als een weefsel van lussen. De ruimte is dus niet vloeiend op de oorspronkelijke schaal, maar is korrelig. Dat betekent dat de ruimtetijd discreet is en gekwantiseerd. Wiskundig gezien is de ruimtetijd een spinnetwerk waarvan de quantumtoestanden verschillende quantumtoestanden van de ruimtetijd vertegenwoordigen. De fundamentele grootte van ruimtetijdweefsel ligt rond de Planck-lengteschaal (10^-35m) wat de kortst mogelijke afstand is in de natuurkunde.

In de kwantumluszwaartekracht is de oneindige singulariteit bij de oerknal vervangen door een grote stuitering. Dus de theorie vergemakkelijkt het bestuderen van het universum voorbij de oerknal. Bovendien voorspelt de theorie de entropie van zwarte gaten.

Verschil tussen snaartheorie en lus Quantumzwaartekracht

Unificatie van fundamentele interacties:

Snaartheorie: Het is een unificatie van alle vier fundamentele interacties.

Kwantumzwaartekracht: Het probeert niet om fundamentele interacties te verenigen. Het is een kwantummechanische theorie van zowel zwaartekracht als ruimtetijd.

supersymmetrie:

Snaartheorie: Het is een zeer belangrijk aspect om fermionen en bosonen te relateren.

Kwantumzwaartekracht: Het vereist geen supersymmetrie.

Overtreding van Lorentz Invariants:

Snaartheorie: Het maakt geen inbreuk op Lorentz-invarianten.

Kwantumzwaartekracht: Het schendt Lorentz-invarianten.

Dimensies:

Snaartheorie: De snaartheorie vereist hogere dimensies van meer dan 4.

Kwantumzwaartekracht: Quantumzwaartekracht vereist geen hogere dimensies.

Nadering:

Snaartheorie: Het benadert kwantumzwaartekracht, uitgaande van de hoofdaspecten van de kwantumtheorie.

Kwantumzwaartekracht: Het benadert kwantumzwaartekracht, uitgaande van de belangrijkste aspecten van de algemene relativiteit.

Afbeelding met dank aan:

"Open en gesloten reeksen" door Xoneca - Eigen werk (Public Domain) via Commons Wikimedia

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