Gravitasyonel Dalgaların Tespiti Sonrası Kuantum Mekaniği

29

Tabii ki herkes Gravitasyon dalgalarının algılandığını biliyor.

Ancak, Genel Görelilik ve Kuantum Mekaniği'nin üstesinden gelemediğinden , şimdi bu tespitin Kuantum Mekaniğinin gerçekte uygulanmadığını ve Genel Relativitenin hüküm sürdüğünü kanıtladığını söyleyebilir miyiz?

Başka bir soru: dalgalanmanın kaynağını nasıl belirleyebiliriz (büyük patlamanın ya da başka bir büyük olayın sonucu olup olmadığını söyleyelim)?

EDIT 16-2-2016

Bugün bir makale okuyordum ve burada paylaşacağımı düşündüm; Temel olarak, üçüncü bir dedektör olmadan sinyali değiştiremeyeceğimizi söylüyor. Bazı bilim adamları, dalganın gözlemlenmesinden hemen sonra olayın ışığını gözlemlemenin yollarını denediler, ancak birleşmeyi tespit edemediler çünkü mevcut teknolojimizle gözlemlenemeyecek kadar uzak ya da çok soluk.

— Chris Barakat
kaynak

7

Büyük patlamadan değil, karadelik birleşme oldu. Primordial yerçekimi dalgalarının dalga boyu daha uzun, muhtemelen LIGO için çok uzun,

— James K

3

Kuantum fiziği ve Görelilik, rekabet eden teoriler değildir. Büyük ölçeklerde ne olduğuna dair görelilik ile ve gerçekten küçük ölçeklerden bahseden kuantum teorileridir. Tartışma, hiç kimse bu iki alanın nasıl birleştirileceğini gerçekten bilmiyor. Fizikçilerin istediği tek bir dokunuşta her şeyin nasıl çalıştığını tanımladığı bir teoridir. Belki şık bir eşlik veya basit kurallar kümesi. Böyle bir şeyin gerçekten var olduğundan bile emin değiliz, ancak yapması güzel olurdu, çünkü bu teori insanın bilimsel başarısının doruk noktası olacak. Sorun şu ki, kimse gerçekten nasıl olduğunu bilmiyor.

— Shayne,

28

Işık dalgalarının gözlemlenmesi, kuantum mekaniğini yanlışlar.

Işık, hem parçacık hem de dalga özelliklerine sahiptir. Düşük enerjilerde, ışığın parçacık yapısını tespit etmek zordur: radyo dalgaları fotonlardan yapılır, ancak bireysel radyo dalgası fotonları tespit etmek oldukça zordur. Kızılötesi bandın altında enerjili doğrudan bireysel fotonlar tespit ettiğimizden emin değilim.

Yerçekimi dalgaları (muhtemelen) ayrıca bir dalga ve parçacık yapısına sahiptir. Yerçekimi alanı muhtemelen ölçülür. Ancak LIGO'nun çalıştığı frekanslarda ve hassasiyette, bireysel kantın ölçülemez. Bu nedenle, bu tespit GR'nin QM'ye olan yükselişini kanıtlamaz.

Bir şey olursa, kara delik birleşmeleri gibi aşırı olayları anlamak, yerçekiminin kuantum doğasını teorik olarak anlamaya yol açabilir.

— James K
kaynak

Cevabınız için teşekkür ederiz gerçekten beni fikri .. ben de diğer cevaplar için biraz daha zaman vermek birkaç saat içinde cevap olarak işaretlemek edeceğiz anlamanıza yardımcı

— Chris Barakat'ı

2

@Odin: Birkaç (ya da 5 ya da 7 gibi bir gün) bekleyen bir gün beklemek, birkaç saatten daha iyi görünüyor, çünkü uzmanlar her zaman ekranın gerisinde kalmıyor ...

— Olivier Dulac

3

Bir bireysel gravürü tespit edebilecek muhtemelen makul bir deney yoktur. Burada makul olan, "karadeliğe çökecek kadar büyük değil" ve "evrenin yaşı başına en az bir graviton algılaması" gibi şeyler anlamına gelir. arxiv.org/abs/gr-qc/0601043 Ve bu olay gerçekten kuantum kütleçekimi beklediğiniz yere yakın değil. 30 güneş kütlesindeki kara delikler için, Schwarzschild yarıçapı m gibi bir şeydir , ancak Planck uzunluğu m gibi bir şeydir .

10^{5}

$10^5$

10^{- 35}

$10^{-35}$

— Robin Ekman,

1

Tabii ki güneş sistemi gibi bir şeye kıyasla, bu aşırı bir durumdur: güneşten AU'lık bir mesafe (yani burada dünya), eğri yarıçapı, yüzeyinin yüzeyinde m civarındadır. güneş biraz m. Ancak yerçekimi ciddi şekilde zayıftır, bu yüzden hala kuantum yerçekiminden çok fazla büyüklük emri verdiniz. (Büyük eğrilik yarıçapının = küçük eğrilik olduğunu unutmayın. Büyük bir küre, küçük bir eğriden daha az eğridir.)

1

$1$

10^{12}

$10^{12}$

5 \cdot 10^{8}

$5\cdot 10^8$

— Robin Ekman

Bu arada, doğrudan veya dolaylı olarak gözlemlenen en düşük enerjili fotonların enerjilerini bilen biri varsa, ilgilenirim.

— James K,

22

Bu ölçümün kuantum kütleçekimi durumuna etkisi tam olarak sıfırdır.

Genel görelilik ve kuantum mekaniğinin uyumsuzluğunun doğru bir ifadesi, genel görelilik kuantum alan teorisinin yeniden normalleştirilemez olmasıdır . Yenilenebilirlik, temel olarak, teorinin, önerilen bir temel teoriye makul bir talep gibi görünen tüm enerji ölçeklerinde iyi tanımlandığı anlamına gelir.

Öyleyse bildiğimiz şey, klasik genel göreliliği alarak ve onu ölçerek, temel bir kuantum kütleçekimi teorisi elde edemediğimizdir. Bu, diğer önerilen kuantum çekim teorilerini, örneğin LQG veya string teorisini dışlamak için hiçbir şey yapmaz.

Ayrıca, fiziğin işleyiş şekli, yeni teorilerin eski teorilerin uygulanabilirliği alanlarındaki eskilere indirgenmesi gerektiğidir. Doğru kuantum çekim teorisi ne olursa olsun, düşük enerji limiti genel görelilik ölçülmelidir ve bunun klasik limiti klasik genel göreliliktir. Genel görelilik veya kuantum mekaniği arasında seçim yapmanız gerektiği doğru değil.

Bu yüzden, klasik genel görelilik tahmininin bu ölçüsü, kuantum mekaniksel çekim modelinin olmadığını göstermek için hiçbir şey yapmaz. Olmazdı, çünkü zaten bir kuantum mekanik çekim modeline sahibiz: nicel genel görelilik. İstediğimiz kadar "güzel" değil, ama bu sadece temel teori olarak kabul etmiyor .

— Robin Ekman
kaynak

2

Bu site oldukça kaliteli cevaplar alıyor. Bütün partiyi yenmiştim (ve bunu yapmam .. hemen hemen ..)

— javadba

Gerçekten .. Çok akıllı cevaplar @javadba

— Chris Barakat

19

Başka bir soru, dalgalanmanın kaynağını nasıl belirleyebiliriz (diyelim ki eğer büyük patlama veya başka bir büyük olaydan kaynaklanıyorsa)?

(Ben sadece bu soruyu cevaplıyorum, çünkü James zaten GR ve QM hakkındaki ana kısmı cevapladı.)

LIGO, bu iki kara deliğin nerede olduğuna dair en iyi tahminini gösteren bir resim üretti :

Söyleyebilecekleri tek şey, güney gökyüzünde bir yerde. Gelecekte daha fazla sayıda dedektör ağı bu tür olayların daha kesin bir şekilde belirlenmesine olanak sağlayacaktır.

— Andy
kaynak

1

Bu gerçekten şaşırtıcı .. Bunu paylaştığınız için teşekkür ederiz

— Chris Barakat

1

Çevrimiçi olan sadece bir dedektör daha büyük bir fark yaratacaktır. İki LIGO dedektörü bu olayı yalnızca 600 metrekarelik bir bölgeye yerleştirebildi. Bilim adamları bir kez yapılan basın toplantısı sırasında, Başak detektörünün bu yılın ilerleyen saatlerinde çevrimiçi olduktan sonra, bunu tek bir basamak kare kare derecesine kadar daraltmaları gerektiğini belirtti. Bu, nötron yıldızlarının birleşmesinden beklenen son parlama için hızlı yanıt veren optik kapsamların araştırması için yeterince küçük bir alandır (son sonuç paragrafı) .

— Dan Neely,

1

Söz bir bölüm hakkında biraz daha yeni ayrıntılar istiyorsanız, :) 16-2-2016 @Andy konusunda Düzenlemeyi kontrol

— Chris Barakat

1

Kaynakları bulma yeteneği, birkaç yıl içinde LIGO Hindistan’ın Hindistan hükümeti tarafından onaylandığı için bir başka büyük gelişme sağlamalıdır .

— Chris Mueller

5

Duyuru basın toplantısında (2/11/2016) Kip Thorne, tespitin gravenin kalan kütlesine üst sınır koyduğunu söyledi. Bu simülasyonu, bilgisayar simülasyonları tarafından üretilen idealize edilmiş sinyale kıyasla algılanan sinyal dalga biçiminin bozulmalarına bakarak belirlediler. gelen üst sınır veya . $m_{graviton} < 1.2 × 10^{−22} \frac{eV}{c^2}$ $1.9 × 10^{−41} kg$

Referanslar: https://www.youtube.com/watch?v=vy5vDtviIz0&feature=youtu.be&t=1h5m23s https://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.116.061102 (sayfa 8)

— colnegn
kaynak

3

Belki biraz fazla kısa. Referans?

— Hohmannfan

1

Yerçekimi Dalgaları ve Kara Delik birleşmesinin ikiz keşfi doğrudan QM'nin durumunu etkilemese de, dolaylı olarak yeni "sürprizler" getirebilir. Örneğin, bu bağlantıda: http://news.discovery.com/space/weve-detected- yerçekimsel dalgalar-so-ne 160213.htm Şunu açıklıyorlar: "Bazı nedenlerden dolayı, kara deliğin son dönüşü beklenenden daha yavaş, iki kara deliğin düşük bir hızda çarpıştığını veya birleşik açısal momentumlarının birbirlerini telafi etmesine neden olan bir çarpışma konfigürasyonunda olduklarını belirttiler Lehner, “Bu çok meraklı; doğa bunu neden yapıyor?” Dedi. Ve son yorum şudur: "Bu ilk bilmece düşünülemeyen bazı temel fiziklere bağlı olabilir, ama daha heyecan verici bir biçimde genel görelilik tahminlerine müdahale eden" yeni "veya egzotik bir fizik ortaya çıkarabilir." Vaov! "Genel göreliliğe müdahale etme", bunun yanlış olabileceğini göstermenin kibar bir yoludur. Yani belki de QM, Gen.Relativity'nin kurtarılması yerine başka yollardan gelebilir.

— Francisco Muller
kaynak