Tag Αρχεία: Ashtekar

The Big Bang Theory – Part II

After reading a paper by Ashtekar on quantum gravity and thinking about it, I realized what my trouble with the Big Bang theory was. It is more on the fundamental assumptions than the details. I thought I would summarize my thoughts here, περισσότερο για δικό μου όφελος από οποιονδήποτε άλλο,,en,Κλασικές θεωρίες,,en,συμπεριλαμβανομένων SR και QM,,en,να αντιμετωπίζετε το διάστημα ως συνεχές τίποτα,,en,οπότε ο όρος διαστημικό χρόνο,,en,Τα αντικείμενα υπάρχουν σε συνεχή χώρο και αλληλεπιδρούν μεταξύ τους σε συνεχή χρόνο,,en,Αν και αυτή η έννοια του διαστήματος διαστημικού χρόνου είναι διαισθητικά ελκυστική,,en,ατελής,,en,Σκεφτείτε,,en,ένα περιστρεφόμενο σώμα σε κενό χώρο,,en,Αναμένεται να παρουσιάσει φυγοκεντρική δύναμη,,en,Τώρα φανταστείτε ότι το σώμα είναι ακίνητο και ολόκληρος ο χώρος περιστρέφεται γύρω από αυτό,,en,Θα βιώσει οποιαδήποτε φυγόκεντρη δύναμη,,en,Είναι δύσκολο να καταλάβουμε γιατί θα υπάρξει κάποια φυγόκεντρη δύναμη εάν ο χώρος είναι κενός τίποτα,,en,Η GR εισήγαγε μια μετατόπιση παραδείγματος, κωδικοποιώντας τη βαρύτητα σε χωροχρόνο καθιστώντας έτσι δυναμική στη φύση,,en,αντί για κενό τίποτα,,en,η μάζα ζωντανεύεται στο διάστημα,,en.

Classical theories (including SR and QM) treat space as continuous nothingness; hence the term space-time continuum. Κατά την άποψη αυτή, objects exist in continuous space and interact with each other in continuous time.

Although this notion of space time continuum is intuitively appealing, it is, at best, incomplete. Consider, για παράδειγμα, a spinning body in empty space. It is expected to experience centrifugal force. Now imagine that the body is stationary and the whole space is rotating around it. Will it experience any centrifugal force?

It is hard to see why there would be any centrifugal force if space is empty nothingness.

GR introduced a paradigm shift by encoding gravity into space-time thereby making it dynamic in nature, rather than empty nothingness. Έτσι, mass gets enmeshed in space (και χρόνος), ο χώρος γίνεται συνώνυμος με το σύμπαν,,en,και η ερώτηση περιστρεφόμενου σώματος γίνεται εύκολη απάντηση,,en,θα δοκιμάσει την φυγόκεντρη δύναμη αν είναι το σύμπαν που περιστρέφεται γύρω από αυτό επειδή είναι ισοδύναμο με το κλονισμό του σώματος,,en,δεν θα το κάνει,,en,αν είναι σε κενό χώρο,,en,κενο διαστημα,,en,δεν υπάρχει,,en,Ελλείψει μάζας,,en,δεν υπάρχει γεωμετρία χωροχρόνου,,en,πριν από τη Μεγάλη Έκρηξη,,en,αν υπήρχε ένα,,en,δεν θα μπορούσε να υπάρξει χώρος,,en,ούτε θα μπορούσε να υπάρξει κάτι τέτοιο,,en,πριν.,,en,ότι το χαρτί Ashtekar δεν δηλώνει ξεκάθαρα γιατί έπρεπε να υπάρξει μεγάλη έκρηξη,,en,Το πλησιέστερο που παίρνει είναι ότι η αναγκαιότητα του ΒΒ προκύπτει από την κωδικοποίηση της βαρύτητας στον χωροχρόνο στο GR,,en,Παρά την κωδικοποίηση της βαρύτητας και καθιστώντας έτσι τη δυναμική χωροχρόνου,,en,Το GR εξακολουθεί να αντιμετωπίζει το χωροχρόνο ως ομαλό συνεχές,,en,ένα ελάττωμα,,en, and the spinning body question becomes easy to answer. Ναι, it will experience centrifugal force if it is the universe that is rotating around it because it is equivalent to the body spinning. Και, δεν, it won’t, if it is in just empty space. Αλλά “empty space” doesn’t exist. In the absence of mass, there is no space-time geometry.

Έτσι, φυσικά, before the Big Bang (if there was one), there couldn’t be any space, nor indeed could there be any “before.” Note, Ωστόσο,, that the Ashtekar paper doesn’t clearly state why there had to be a big bang. The closest it gets is that the necessity of BB arises from the encoding of gravity in space-time in GR. Despite this encoding of gravity and thereby rendering space-time dynamic, GR still treats space-time as a smooth continuum — a flaw, σύμφωνα με τον Ashtekar,,en,ότι η QG θα διορθώσει,,en,αν δεχτούμε ότι το σύμπαν ξεκίνησε με ένα μεγάλο κτύπημα,,en,και από μια μικρή περιοχή,,en,πρέπει να υπολογίσουμε τα κβαντικά αποτελέσματα,,en,Ο χώρος-χρόνος πρέπει να κβαντιστεί και ο μόνος σωστός τρόπος για να γίνει αυτό θα ήταν η κβαντική βαρύτητα,,en,Μέσω QG,,en,αναμένουμε να αποφύγουμε την ιδιαιτερότητα του Big Bang της GR,,en,με τον ίδιο τρόπο ο QM λύνει το απεριόριστο ενεργειακό πρόβλημα εδάφους στο άτομο του υδρογόνου,,en,Αυτό που περιέγραψα παραπάνω είναι αυτό που καταλαβαίνω ότι είναι τα φυσικά επιχειρήματα πίσω από τη σύγχρονη κοσμολογία,,en,Το υπόλοιπο είναι ένα μαθηματικό οικοδόμημα χτισμένο πάνω από αυτό το φυσικό,,en,ή μάλιστα φιλοσοφικό,,en,Αν δεν έχετε ισχυρές απόψεις για το φιλοσοφικό ίδρυμα,,en,ή αν οι απόψεις σας είναι συνεπείς με αυτό,,en,μπορείτε να δεχτείτε το BB χωρίς καμία δυσκολία,,en,Έχω διαφορετικές απόψεις,,en, that QG will rectify.

Τώρα, if we accept that the universe started out with a big bang (and from a small region), we have to account for quantum effects. Space-time has to be quantized and the only right way to do it would be through quantum gravity. Through QG, we expect to avoid the Big Bang singularity of GR, the same way QM solved the unbounded ground state energy problem in the hydrogen atom.

What I described above is what I understand to be the physical arguments behind modern cosmology. The rest is a mathematical edifice built on top of this physical (or indeed philosophical) foundation. If you have no strong views on the philosophical foundation (or if your views are consistent with it), you can accept BB with no difficulty. Unfortunately, I do have differing views.

Οι απόψεις μου περιστρέφονται γύρω από τις ακόλουθες ερωτήσεις,,en,Γιατί η ταχύτητα του φωτός είναι σημαντική σε αυτό,,en,Πού λειτουργεί το,,en,Αρχή αβεβαιότητας του Heisenberg,,en,προέρχομαι,,en,Οι θέσεις αυτές μπορεί να ακούγονται σαν άχρηστες φιλοσοφικές σκέψεις,,en,αλλά έχω κάποια συγκεκριμένα στοιχεία,,en,και κατά τη γνώμη μου,,en,σπουδαίος,,en,Αποτελέσματα,,en,παρατίθενται παρακάτω,,en,Είναι οι GRBs και οι ραδιοφωνικές πηγές Luminal Booms,,en,Ένα άρθρο που δημοσιεύτηκε στο IJMP-D,,en,που έγινε ένα από τα,,en,Κορυφαία άρθρα,,en,του περιοδικού,,en,Προσπαθώντας να το δημοσιεύσετε.,,en,Υπάρχει πολύ περισσότερη δουλειά σε αυτό το μέτωπο,,en,Αλλά για τα επόμενα δύο χρόνια,,en,με το νέο μου βιβλίο και τις πιέσεις από τη σταδιοδρομία μου,,en,Δεν θα έχω αρκετό χρόνο για να σπουδάσω GR και κοσμολογία με τη σοβαρότητα που αξίζουν,,en,Ελπίζω να τους επιστρέψω μόλις περάσει η τρέχουσα φάση της εξάπλωσής μου,,en,Ashtekar,,kn,θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης,,en,κοσμολογία,,en.

These posts may sound like useless philosophical musings, but I do have some concrete (and in my opinion, important) results, listed below.

There is much more work to be done on this front. But for the next couple of years, with my new book contract and pressures from my quant career, I will not have enough time to study GR and cosmology with the seriousness they deserve. I hope to get back to them once the current phase of spreading myself too thin passes.