Загадки пространства и времени

Обсуждение этого вопроса носило в основном глобальный характер. Для того чтобы определить область черных дыр и, следовательно, горизонт событий, мы должны знать, что происходит бесконечно далеко в будущем и в космосе. Картина разрушающейся звезды в одиночку во вселенной кажется полностью локальной: звезда сжимается до образования горизонта событий, затем она, в конечном счете, рушится за горизонтом событий, оставляя черную дыру во вселенной в покое. Так как радиус горизонта событий можно рассчитать...

Законы БХТ - это математические факты о некоторых видах геометрических пространств, которые имеют физическое значение благодаря их использованию в общей теории относительности. Каждый из законов делает различные предположения о рассматриваемой системе, но все они касаются определенного вида гравитационно-изолированной системы. То есть, система воспринимается как единственная вещь во вселенной, настолько далекая от объекта, что пространство-время плоское, как пространство-время особой относительности...

Аналогии могут быть чрезвычайно плодотворны в физике. История физики наполняется одной успешной аналогией за другой: атом как сливовый пудинг, электрический ток как вода, текущая по трубе, и так далее. Одним из наиболее известных примеров этого метода является использование Максвеллом аналогии между потоками несжимаемой жидкости и силовыми линиями магнитного поля Фарадея. Поскольку плотность магнитного потока играла роль скорости потока, Максвелл смог найти аналогии для шести известных эмпирических "законов" электрических и магнитных явлений, которые стали известны в 1850-х годах...

Мы утверждаем, что, исходя из нынешнего состояния теории струн, недостаточно оснований утверждать, что теория струн требует определенного числа дополнительных измерений пространства-времени. Различные двойные формулировки теории струн могут различаться как по топологическим, так и по метрическим свойствам многообразия пространства мишени. Исходя из предположения, что двойные модели физически эквивалентны, т.е. представляют одну и ту же физическую ситуацию, топологические и метрические свойства различных...

Здесь мы рассмотрим, как теория струн формулируется как квантовая теория, основанная на исходных классических картинах. Это должно дополнительно прояснить наше представление о пространстве-времени. Теория струн - это квантовая теория, и, как это часто бывает в случае с такими теориями, сначала она была сформулирована как классическая теория, которая затем была квантована. Это отражается в том, как теория струн, как правило, представлена в учебниках; сначала представлено классическое описание струн...

Кроме того, мы предлагаем сохранить слово "пространство-время" для обозначения того, что в данной конкретной физической ситуации в достаточно однозначном, хотя, конечно, приблизительном, виде может быть описано псевдоримановым многообразием. С выражением "достаточно однозначно" мы имеем в виду вплоть до различных морфизмов. Мы утверждаем, что размерность такого многообразия соответствует размерности пространства-времени, в данной конкретной ситуации. Следовательно, важно найти и идентифицировать эту классическую картину и объяснить, как она возникает из абстрактного формализма...

Чтобы еще больше поставить под сомнение, можно ли смело предположить, что количество измерений многогранного пространства мишеней математических целей равно количеству измерений пространства-времени, мы теперь рассмотрим другой тип двойственности, а именно двойственность или соответствие AdS/CFT. Понятие AdS Здесь ''AdS'' означает ''Anti-de Sitter'', который представляет собой псевдо-риманово максимально симметричное многообразие с постоянной отрицательной кривизной. Согласно двойственности теории...

Теперь мы рассмотрим более сложные двойственности, известные как "зеркальные симметрии", в которых различные двойные модели могут иметь целевые пространственные многообразия с различной топологией. Пространства или коллекторы с одинаковой топологией могут быть деформированы друг в друга путем растяжения, не разрезая и не разрывая коллектор. Топология имеет дело только с общим способом соединения пространства, если в нем есть, например, дыры. Стандартным примером является то, что сфера не может быть деформирована в тор - в форме пончика - без разрезания или разрыва...

Приведенный в предыдущих статьях аргумент может иметь некоторую ценность, но он не объясняет подробно, что происходит. В работе Huggett (2017) и Brandenberger and Vafa (1989) представлены более подробные обсуждения. Независимо от того, с какого двойного радиуса мы начинаем, есть способ, по крайней мере, в принципе, измерить радиус компактного размера. Основная идея состоит в том, чтобы идентифицировать в каждой двойной формулировке физическое состояние, которое представляет собой фотон, - найти низкоэнергетическое...

В этом разделе мы исследуем последствия взгляда на двойственности, описанные выше, и применяем их для того, чтобы сформулировать положительный отчет о том, как концептуализировать пространство-время в теории струн. Чтобы понять, что общее ядро говорит нам о физической реальности, мы должны понять, как должны выглядеть более знакомые теории в соответствующих пределах, чтобы мы знали, когда старые концепции могут быть использованы в качестве хороших эффективных описаний теории. Причина этого в том, что сам по себе математический формализм не дает никакой теории физической интерпретации...

Для философа, участвующего в современной дискуссии о научном реализме, такое отношение к дуализму может показаться неочевидным выбором. Разве не может быть так, что двойные модели вместо этого дают нам примеры подлинного недоопределения? Вариант осмысления двойственности в терминах недоопределения рассматривался в философской литературе, см. например, Rickles (2011), Matsubara (2013) и Read (2016). Хотя в этих статьях рассматривается возможность осмысления двойственности с точки зрения недоопределения,...

Как упоминалось выше, существует пять различных суперсимметричных теорий струн. Получается, что эти теории связаны двойственностью. Иногда двойственность связана с двумя моделями одного типа теории струн, в других случаях двойственность связана с моделями в разных типах теории струн. Среди теоретиков струнных теорий принято считать, что это указывает на то, что различные версии теории струн представляют собой различные пределы более фундаментальной теории под названием "М-теория", которую мы еще не поняли...