Was ist die Schleifenquantengravitation?

Die beiden besten Theorien, die wir heute in der Physik haben – das Standardmodell und die Allgemeine Relativitätstheorie – sind nicht miteinander vereinbar. Die Schleifenquantengravitation (LQG) ist einer der besten Vorschläge, um sie auf konsistente Weise zu kombinieren.

Allgemeine Relativitätstheorie ist eine Theorie der Raumzeit, aber keine Quantentheorie. Da das Universum auf so viele Arten quantisiert zu sein scheint, besteht ein Ansatz zur Erweiterung von GR darin, die Raumzeit zu quantisieren… irgendwie. In LQG besteht der Raum aus einem Netzwerk quantisierter Schleifen von Gravitationsfeldern (siehe woher kommt der Name?), Die als Spin-Netzwerke bezeichnet werden (und im Laufe der Zeit zu Spin-Schaum werden). Die Quantisierung erfolgt auf der Planck-Skala (wie zu erwarten). LQG und Stringtheorie – vielleicht die bekannteste der Theorien, die darauf abzielen, tiefer zu gehen und das Standardmodell und die Allgemeine Relativitätstheorie zu umfassen – unterscheiden sich in vielerlei Hinsicht. Eines der offensichtlichsten ist, dass LQG keine zusätzlichen Dimensionen einführt. Ein weiterer großer Unterschied: Die Stringtheorie zielt darauf ab, alle Kräfte zu vereinen, LQG jedoch nicht (obwohl sie Materie enthält).

Beginnend mit den Einstein-Feldgleichungen von GR trat Abhay Ashtekar 1986 von LQG ab, und 1988 bauten Carlo Rovelli und Lee Smolin auf Ashtekars Arbeit auf, um die Schleifendarstellung der allgemeinen Quantenrelativität einzuführen. Seitdem wurden viele Fortschritte erzielt, und bisher wurden keine schwerwiegenden Mängel festgestellt. LQG leidet jedoch unter einer Reihe von Problemen; Am frustrierendsten ist vielleicht, dass wir nicht wissen, ob LQG zu GR wird, wenn wir von der (quantisierten) Planck-Skala zur (Kontinuums-) Skala übergehen, auf der unsere Experimente und Beobachtungen durchgeführt werden.

OK, was ist also mit tatsächlichen LQG-Tests, wie im Labor oder mit Teleskopen?

Nun, es gibt einige mögliche Tests… zum Beispiel, ob die Lichtgeschwindigkeit tatsächlich konstant ist, und kürzlich hat das Fermi-Teleskopteam die Ergebnisse eines solchen Tests gemeldet (Ergebnis? Kein klares Zeichen von LQG).

Möchten Sie mehr erfahren? Es gibt eine Menge frei verfügbares Material im Internet, von einfachen Lesungen wie Quantenschaum und Schleifenquantengravitation und Lee Smolins Schleifenquantengravitation über Einführungen für Nicht-Experten wie Abhay Ashtekars Schwerkraft und das Quantum bis hin zu Rezensionen wie Carlo Rovellis Loop Quantum Schwerkraft, zu diesem Artikel über einen Versuch, einige Beobachtungsergebnisse unter Verwendung der Schleifenquantengravitation (Schleifenquantengravitation und Ultrahochenergie-Kosmische Strahlen) zu erklären.

Wie zu erwarten, enthält das Space Magazine mehrere Artikel zur Schleifenquantengravitation oder zu deren Merkmalen. Hier ist eine Auswahl Was war vor dem Urknall? Ein identisches, umgekehrtes Universum, vor dem Urknall? Und vor dem Urknall.

Quelle: Wikipedia

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