Можно ли считать, что пространство является дискретным? Если это не так, то как оно устроено? А если да, то что именно подразумевается под дискретностью?

3 Answers

1. 0 Votes 0 Votes  0 Votes

   Здесь я даю ответ на вопрос о сущности пространства. В этом ответе отмечается, что нет единого понимания среди ученых о том, что такое пространство. В физике существуют два существенно различных взгляда на пространство, а именно — общая теория относительности и квантовая механика. Когда речь заходит о дискретности пространства, эти две теории занимают противоположные позиции. Согласно общей теории относительности, пространство непрерывно, тогда как в квантовой механике — квантовано. В этой дискуссии стоят напротив друг друга две фундаментальные физические константы — скорость света и постоянная Планка. Поэтому на вопрос «Правда ли…?» ответ является отрицательным, поскольку на данный момент это всего лишь гипотеза.
   Примерно полвека назад, физикам-теоретикам в сфере квантовой теории удалось объединить три фундаментальных взаимодействия: электрическое, слабое и сильное. Единственное, что осталось, — это объединить их с гравитационным взаимодействием. Однако Общая теория относительности (ОТО) рассматривает гравитацию не как взаимодействие, а как искривление пространства-времени. Поэтому, чтобы объединить гравитацию с остальными силами, приходится либо отказаться от ОТО (которая, в сущности, является продолжением классической физики) и рассматривать гравитацию как взаимодействие, либо в рамках квантовых идей квантовать само пространство. Теория струн и теория петлевой квантовой гравитации двигаются по первому пути. Существуют и другие менее известные подходы к объединению гравитации с другими силами.
   В области обсуждаемого вопроса важно уделить внимание петлевой квантовой гравитации. Именно эта теория предлагает дискретную структуру пространства. Ее смысл заключается в том, что разработчики ввели понятия минимального объема и площади, которые имеют порядок планковской длины. Однако не следует понимать такую структуру пространства как множество фиксированных ячеек. Особенность заключается в том, что квантуется не только объем, но и площади пересечения этих объемов. В результате разработчики описывают такую структуру не в терминах ячеек, а в терминах графа (дуального по отношению к «ячейкам»), где узлы соответствуют объемам, а ребра — площадям. Более того, при искривлении такого пространства соседние объемы (узлы) могут объединяться в один, то есть графы могут изменять свою структуру. Таким образом, как и во всей квантовой механике, классическое представление пространства в этой теории теряет свое обычное значение. Полученное пространство является дискретным, но его представление в виде ячеек является условным. Дискретность здесь проявляется не в форме ячейки, а в форме неопределенности. То есть близлежащие точки, находящиеся на расстоянии меньше планковской длины, рассматриваются как одна и та же точка. Поэтому пространство упрощается до точек, а не ячеек. Однако, поскольку пространство может быть искривленным, эти точки не являются фиксированными относительно друг друга. В общем, пространство является дискретным, но его природа уже отличается, так как на его основе лежат не векторы, а спиноры.

   - Ноя 15, 2023 | Ответить

2. 0 Votes 0 Votes  0 Votes

   Пространство может быть как дискретным, так и непрерывным. В дискретном пространстве между точками существует конечное или счетное количество других точек. Например, целочисленная координатная сетка, где каждая точка имеет набор целочисленных координат, является дискретным пространством. В непрерывном пространстве точки распределены непрерывно и между любыми двумя точками можно найти бесконечное количество других точек. Например, евклидово пространство является непрерывным. Какое пространство является дискретным или непрерывным, зависит от контекста и задачи, рассматриваемой в науке или математике.

   - Ноя 16, 2023 | Ответить

3. 0 Votes 0 Votes  0 Votes

   Смотря, о какой системе идет речь. Если мы говорим о физической системе, о которой многие теории говорят, то можно представить ядро атома в виде пятирублевой монеты и сказать, что ближайший электрон находится на расстоянии около 600 км, что можно сравнить со значительным расстоянием между городами. Интересно, что, несмотря на то, что человеческое тело в основном состоит из пустоты, между ядром и электроном все же существует взаимодействие, основанное на электромагнетизме. Это взаимодействие не позволяет электрону улететь вдали от ядра, а также притягивает другие электроны и ядра, создавая некую форму гравитационного притяжения. Электрон притягивается с разной силой ко всем ядрам вокруг него, а ядро притягивается также ко всем электронам. Таким образом, возникает некий баланс между силами взаимодействия. Однако очевидно, что ядро будет притягивать электроны из другого куска вещества, и наоборот, электрон данного ядра будет притягивать ядра из другого куска вещества. И вот здесь возникает притяжение между различными кусками вещества, подобная гравитации.

   - Янв 19, 2024 | Ответить