Cтраница 2
Как я уже отмечал, даже согласно традиционной точке зрения именно квантовая теория гравитации должна прийти на помощь классической общей теории относительности и решить проблему простран-ственно-временнйх сингулярностей. Так, квантовая теория гравитации должна дать непротиворечивое физическое описание взамен бессмысленного бесконечного результата классической теории. Я безусловно согласен с этой точкой зрения: это как раз та самая ситуация, где квантовая теория гравитации должна проявить себя в полной мере. Однако, теоретики не могут смириться с тем поразительным фактом, что проявления квантовой теории гравитации вопиющим образом асимметричны во времени. [16]
С другой стороны, с общепринятой точки зрения любые прямые следствия квантовой теории гравитации должны иметь более эзотерический характер. [17]
САс-3) 1 2 и 10 - 33 см-планковская длина; см. Квантовая теория гравитации, Черные дыры ], показывает, насколько окружающая нас часть Вселенной далека от максимально неупорядоченного состояния. Вероятно, хотя и не доказано, что именно эта неравновесность наблюдаемой Вселенной является причиной справедливости 2-го начала термодинамики для всех замкнутых подсистем в ней. [18]
В теории суперструн уже нет бесконечностей, которые отягощали ранние попытки создания квантовой теории гравитации, поэтому данная теория является конечной и математически согласованной. Она обладает всеми характеристиками новой теории, которые необходимы для описания того, что происходит в очень маленьких масштабах длины, о которых говорил Фейнман. [19]
Особенно далеки от деятельности мозга могут оказаться те ( общепринятые) аспекты квантовой теории гравитации, которые необходимы для выхода из тупика, в который мы попали в предыдущей главе, а именно для разрешения проблемы пространственно-временных сингулярностей - сингулярностей классической теории Эйнштейна, которые возникают в момент большого взрыва и в черных дырах, а также при большом коллапсе - если наша вселенная решит в конце концов сколла-псировать сама на себя. Я, однако, утверждаю, что тут все же имеется почти неуловимая, но важная логическая связь. [20]
Здесь следует прежде всего отметить, что даже в рамках более традиционных подходов к построению квантовой теории гравитации согласование принципов обшей теории относительности с правилами квантовой механики наталкивается на определенные и весьма серьезные технические трудности. [21]
Несмотря на большой объем проведенной в последние 15 лег работы ( см. свежие обзоры [1, 2]), я, вероятно, не погрешу против истины, если скажу, что еще нет вполне удовлетворительной и непротиворечивой квантовой теории гравитации. Классическая общая теория относительности по-прежнему остается наиболее эффективным способом описания гравитации. В классической общей теории относительности мы имеем классическую метрику, удовлетворяющую уравнениям Эйнштейна, правую часть которых мы понимаем как тензор энергии-импульса классических полей материи. [22]
Если экстраполировать уравнения Эйнштейна внутрь черной дыры, то в конце концов они нарушатся: развивается сингулярность. Квантовой теории гравитации пока не существует, и некоторые полагают, что в такой теории сингулярности не будет. Ее заменят конечные, хотя и невероятно экстремальные условия. [23]
Как я уже отмечал, даже согласно традиционной точке зрения именно квантовая теория гравитации должна прийти на помощь классической общей теории относительности и решить проблему простран-ственно-временнйх сингулярностей. Так, квантовая теория гравитации должна дать непротиворечивое физическое описание взамен бессмысленного бесконечного результата классической теории. Я безусловно согласен с этой точкой зрения: это как раз та самая ситуация, где квантовая теория гравитации должна проявить себя в полной мере. Однако, теоретики не могут смириться с тем поразительным фактом, что проявления квантовой теории гравитации вопиющим образом асимметричны во времени. [24]
Они заключаются в отыскании наиболее общих закономерностей в естественнонаучной картине мира. Имеются в виду такие суперцели как разработка квантовой теории гравитации, создание теории, объединяющей не только электромагнитное и слабое взаимодействие, но также и сильное взаимодействие, выявление глубинных симметрии, управляющих взаимодействиями, которыми обусловлены, в конечном счете, все естественные процессы в нашем мире. [25]
Значимость метрик g обусловлена тем, что они являются точками стационарной фазы относительно конформных преобразований в объемном каноническом ансамбле, определение которого будет дано ниже. Физическая идея состоит в том, что в квантовой теории гравитации приходится суммировать по метрикам с весьма сложной топологией. Такая пеноподобная структура [24] простирается всюду, поэтому пространство-время на самом деле нельзя считать асимптотически евклидовым, хотя такая точка зрения удобна при интерпретации амплитуд как элементов S-матрицы. [26]
Наконец, представляет проблему и научное объяснение возникновение Вселенной. Подобные представления являются прерогативой пока не созданной в окончательном виде квантовой теории гравитации. При этом Вселенная вероятно должна рождаться как замкнутая, только в этом случае энергия материи полностью компенсируется отрицательным вкладом притяжения. В последние годы достигнут некоторый прогресс в понимании ранней Вселенной в теории суперструн, которая в настоящее время является основным претендентом на роль квантовой теории гравитации, однако говорить о последовательной теории происхождения Вселенной пока рано. [27]
Особое место занимает метод функционального интегрирования в теории калибровочных полей. С его помощью была впервые построена ковариантлая теория возмущений: - для Янга - Миллса полей и квантовой теории гравитации, доказана перенормируемость неабелевых калибровочных теорий и решен ряд др. важных проблем. [28]
Большинство физиков не считают необходимым что-либо менять в квантовой теории при ее объединении с общей теорией относительности. Более того, они утверждают, что на пространственных масштабах, имеющих значение для нашего мозга, эффекты любой квантовой теории гравитации пренебрежимо малы. [29]
Мы, однако, считаем такую ситуацию крайне маловероятной. Оценить порядок величины констант а и / 3 проще всего из размерных соображений, предполагая, конечно, что в будущей хорошей квантовой теории гравитации эти константы будут иметь конечную величину. [30]