Differenza tra teoria delle stringhe e gravità quantistica dei loop

Differenza principale - Teoria delle corde vs Gravità quantistica dei loop

La teoria delle stringhe e la gravità del ciclo quantico sono due teorie della gravità quantistica. Ma sono due approcci diversi. La teoria delle stringhe è un tentativo teorico di unificare tutte e quattro le interazioni fondamentali. La gravità quantistica del loop non tenta di unificare le interazioni fondamentali. È solo una teoria della gravità quantistica. La teoria delle stringhe parte dagli aspetti fondamentali della teoria dei quanti. La gravità quantistica del loop, d'altra parte, si basa sulla relatività generale e sul campo gravitazionale quantizzato. La teoria delle stringhe funziona in spazi-tempo dimensionali superiori. Ma la gravità quantistica del ciclo non richiede dimensioni più elevate. Questo è il differenza principale tra teoria delle stringhe e gravità quantistica del loop. Anche se entrambe le teorie tentano di modellare una teoria della gravità quantistica sono teoricamente molto diverse. Questo articolo cerca di spiegare aspetti fondamentali di entrambe le teorie e la differenza tra loro.

Cos'è la teoria delle stringhe

La teoria delle stringhe è un tentativo teorico di unificare tutte e quattro le interazioni fondamentali in un'unica teoria unificata. Diverse teorie sulle stringhe come la teoria delle superstringhe e la teoria M sono attualmente in fase di sviluppo. Le teorie delle stringhe sono sviluppate sulle stesse ipotesi di base della teoria dei quanti. Le teorie delle stringhe partono dalla teoria dei quanti. La teoria quantistica è una combinazione di tutte le interazioni fondamentali tranne la gravità. Quindi, sono basati su tre interazioni fondamentali. Alla fine, la teoria delle stringhe diventa un'unificazione di tutte e quattro le interazioni fondamentali. Quindi, la teoria delle stringhe è considerata una teoria della gravità quantistica.

Tuttavia, nella teoria delle stringhe, le particelle a dimensione zero puntiformi assunte nella fisica delle particelle fondamentali sono sostituite da oggetti a forma di stringa unidimensionale. Queste corde sono in grado di vibrare e allungarsi. Sono i blocchi elementari della materia.

Nella teoria delle stringhe, il concetto di supersimmetria è essenziale per includere i fermioni. Secondo il concetto di supersimmetria, tutti i fermioni devono avere un bosone superpartner. Quindi la supersimmetria è un intermediario concettuale che mette in relazione bosoni (portatori di forza) e fermioni (particelle di materia). Le teorie delle stringhe che usano il concetto di supersimmetria sono indicate come teorie delle superstringhe. Normalmente, le teorie di stringhe richiedono più di quattro dimensioni. Nella teoria delle superstringhe, lo spazio-tempo è considerato a dieci dimensioni. Nella teoria M, si crede che lo spazio-tempo sia 11-dimensionale. 

Fondamentalmente, le teorie delle stringhe sono classificate dal tipo di stringhe assunte nella teoria. Esistono due tipi di loop di stringhe: loop di stringhe chiusi che possono essere suddivisi in loop di stringhe aperti e loop di stringhe chiusi che non possono separare le stringhe aperte. Si ritiene che la dimensione delle stringhe sia intorno alla lunghezza di Planck o 10^-35m. Quindi, se le stringhe esistono davvero, sarebbe molto difficile da rilevare con le tecnologie attuali.

Si ritiene che la teoria delle stringhe sia un candidato promettente per una teoria quantistica della gravità ed è un'unificazione di tutte e quattro le interazioni fondamentali nella natura.

Apri stringa e stringa chiusa

Cos'è il ciclo Quantum Gravity

La gravità quantistica del loop è anche una teoria della gravità quantistica. A differenza della teoria delle stringhe, la gravità quantistica del loop non tenta di unificare le interazioni fondamentali. La gravità quantistica del loop sviluppa semplicemente una teoria della gravità dalla relatività generale. Si basa principalmente sulla relatività generale e quantizza il campo gravitazionale. A differenza della teoria delle stringhe, che si concentra principalmente sulle proprietà quantistiche della materia, la gravità quantistica del loop si concentra principalmente sulle proprietà quantistiche di spazio-tempo e gravità.

Lo spazio-tempo in loop di gravità quantistica è visto come una trama di anelli. Quindi, lo spazio non è liscio alla sua scala originale, ma è granulare. Ciò significa che lo spazio-tempo è discreto e quantizzato. Matematicamente, lo spazio-tempo è una rete di spin di cui gli stati quantici rappresentano diversi stati quantistici dello spazio-tempo. La dimensione fondamentale del tessuto spazio-temporale giace attorno alla scala della lunghezza di Planck (10^-35m) che è la distanza più breve possibile in fisica.

Nella gravità del ciclo quantico, la singolarità infinita apparso al Big Bang è sostituita da un grande rimbalzo. Quindi, la teoria facilita lo studio dell'universo oltre il Big Bang. Inoltre, la teoria predice l'entropia dei buchi neri.

Differenza tra teoria delle stringhe e gravità quantistica dei loop

Unificazione delle interazioni fondamentali:

Teoria delle stringhe: È un'unificazione di tutte e quattro le interazioni fondamentali.

Ciclo di gravità quantistica: Non tenta di unificare le interazioni fondamentali. È una teoria quantomeccanica sia della gravità che dello spazio-tempo.

supersimmetria:

Teoria delle stringhe: È un aspetto molto importante per mettere in relazione fermioni e bosoni.

Ciclo di gravità quantistica: Non richiede una supersimmetria.

Violazione degli invarianti di Lorentz:

Teoria delle stringhe: Non viola gli invarianti di Lorentz.

Ciclo di gravità quantistica: Viola gli invarianti di Lorentz.

Dimensioni:

Teoria delle stringhe: La teoria delle stringhe richiede dimensioni superiori a 4.

Ciclo di gravità quantistica: La gravità quantistica del loop non richiede dimensioni più elevate.

Approccio:

Teoria delle stringhe: Si avvicina alla gravità quantistica, assumendo gli aspetti principali della teoria dei quanti.

Ciclo di gravità quantistica: Si avvicina alla gravità quantistica, assumendo gli aspetti principali della relatività generale.

Cortesia dell'immagine:

"Stringhe aperte e chiuse" di Xoneca - Opera propria (di dominio pubblico) tramite Commons Wikimedia

"Loop Quantum Theory" di Linfoxman - Foxman (dominio pubblico) via Commons Wikimedia