Anton Soloviov: dues visions de l’espai-temps

Anton Solov’yov: dues visions de l’espai-temps

Anton Vasilievich Soloviov es va graduar de la Facultat de Física de la Universitat Estatal de Moscou el 1990, candidat a ciències físiques i matemàtiques. Professor Associat del Departament de Física Teòrica a la Facultat de Física de la Universitat Estatal de Moscou “.

A la Universitat de Moscou, imparteix un curs especial “Formes diferencials i paquets en física teòrica”, imparteix seminaris sobre el curs general “Mecànica teòrica i fonaments de la mecànica del continu”. Secretari del seminari científic «Geometria i física» i seminari interdisciplinari «Metafísica», que treballen a la Facultat de Física de MSU.

Assumpte del Ph.D. Tesi: “Càlcul de N-spinor en la teoria relacional de l’espai-temps” (1996). Estén el concepte de spinor al cas d’espais pseudo-Finsler multidimensionals amb funcions mètriques d’una forma especial. Es construeix la teoria algebraica dels Finsler N-spinors. Generalitzacions de Pseudo-Finsler de les equacions d’ones quàntiques bàsiques, en particular, les equacions de Weyl i Duffin-Kemmer-Petiau. Es formula la mecànica invariant SL (3, C) d’una partícula clàssica en un espai pseudo-Finsler de 9 dimensions.

Interessos de recerca: mètodes matemàtics de física teòrica, física de partícules elementals.

El món físic és de quatre dimensions; Hi ha tres dimensions espacials, així com el temps segons els conceptes moderns. Considerem l’espai-temps en física com un sol objecte en aquest cas. De què dos punts de vista estem parlant?

En resum, el que és substancial i el relacional. Ens hem acostumat des de l’escola a percebre l’espai com un conjunt de punts equipats amb una d’aquestes estructures matemàtiques: afí, mètric, topològic o un altre. A més, els punts geomètrics no tenen relació de cap manera amb objectes materials. Són una mica sense estructura i ideal. A més, la matèria pot o no encaixar en l’espai. L’espai té un estat intangible independent.

L’espai i el temps es combinen en un espai pseudo-euclidià Minkowski de quatre dimensions en la teoria especial de la relativitat, i en la teoria general de la relativitat, en l’espai-temps pseudo-riemannià corb. No obstant això, l’estat de l’espai-temps no ha canviat. És una substància que consisteix en punts geomètrics intangibles i un receptacle per a objectes materials en la seva evolució temporal. Fem una crida a aquesta visió de l’espai-temps substancial. En general s’accepta actualment.

Què passa amb una visió relacional?

Una visió radicalment diferent de l’espai i el temps es remunta a segles. Llavors, per exemple, G. Leibniz en correspondència amb Clarke va argumentar: “Si no hi hagués coses creades, llavors no hi hauria temps ni lloc, per tant, no hi hauria espai real”. L’espai i el temps són secundaris als objectes materials, i sense aquests últims, simplement no existeixen. E. Mach es va adherir al mateix punt de vista.

Què hi llavors? Hi ha objectes materials, diguem, partícules elementals que estan en relacions d’interacció entre si. A més, existeixen fora de l’espai i del temps. L’espai-temps mateix i la seva mètrica sorgeixen com a resultat de la mitjana macroscòpic de les característiques de l’oceà bullint de partícules elementals que interactuen, així com les molècules que es mouen a l’atzar formen un gas, líquid o sòlid amb paràmetres essencialment macroscòpics inherents a elles, com la pressió i la temperatura. Fem una crida a aquesta visió de l’espai-temps relacional.

Com implementen aquest enfocament les teories físiques, ja que la visió relacional és altament no normalitzada?

Per a mi personalment, la visió relacional sembla més natural i física que la substancial. Això no vol dir que aquesta visió no estigui representada en absolut en la física teòrica moderna. Es manifesta en models de gravitació quàntica amb més freqüència. No obstant això, hi ha enfocaments relacionals independents que pretenen descriure tot tipus d’interaccions. Un d’aquests enfocaments s’està desenvolupant a la Facultat de Física de M.V. Universitat Estatal de Moscou Lomonosov en el Professor Yu.S. Grup Vladimirov.

En enfocaments d’aquest tipus, construïm coordenades de punts espai-temporals a partir d’alguns objectes matemàtics, per exemple, filadors o torsió. Aquestes són construccions molt boniques des d’un punt de vista geomètric. No obstant això, a Occam amb la seva navalla d’afaitar difícilment els hagués agradat: la creació dels punts espai-temporals és dels objectes declarats més primaris, però al mateix temps més abstractes i menys tangibles, és a dir, les entitats no físiques es multipliquen clarament. Per no multiplicar entitats sense la necessitat, és raonable connectar els objectes matemàtics abstractes esmentats amb les funcions d’ona de partícules interactives específiques, i no amb punts espai-temporals.

Com implementen aquest enfocament les teories físiques, ja que la visió relacional és altament no normalitzada?

Per a mi personalment, la visió relacional sembla més natural i física que la substancial. Això no vol dir que aquesta visió no estigui representada en absolut en la física teòrica moderna. Es manifesta en models de gravitació quàntica amb més freqüència. No obstant això, hi ha enfocaments relacionals independents que pretenen descriure tot tipus d’interaccions. Un d’aquests enfocaments s’està desenvolupant a la Facultat de Física de M.V. Universitat Estatal de Moscou Lomonosov en el Professor Yu.S. Grup Vladimirov.

En enfocaments d’aquest tipus, construïm coordenades de punts espai-temporals a partir d’alguns objectes matemàtics, per exemple, filadors o torsió. Aquestes són construccions molt boniques des d’un punt de vista geomètric. No obstant això, a Occam amb la seva navalla d’afaitar difícilment els hagués agradat: la creació dels punts espai-temporals és dels objectes declarats més primaris, però al mateix temps més abstractes i menys tangibles, és a dir, les entitats no físiques es multipliquen clarament. Per no multiplicar entitats sense la necessitat, és raonable connectar els objectes matemàtics abstractes esmentats amb les funcions d’ona de partícules interactives específiques, i no amb punts espai-temporals.

Com podem descriure les interaccions de les partícules d’una manera no espacial-temporal? Després de tot, com no hi ha espai, llavors no hi ha camps!

Aquesta és la pregunta principal. Els vectors que descriuen estats de partícules en la teoria quàntica en realitat “viuen” en el seu propi espai d’Hilbert, que no té res a veure amb el nostre

espai-temps físic. A l’espai d’Hilbert, un pot triar diversos sistemes de coordenades, tots dos relacionats amb l’espai en què vivim, i no. El vector d’estat de partícules està representat per la funció d’ona en cada un d’aquests sistemes de coordenades.

Hi ha una representació especial de moment quadridimensional en la qual la funció d’ona depèn de l’energia de les partícules i el moment. És important que no es tracti d’energia i impuls “reals”, sinó de variables matemàtiques que formen part de l’anomenada transformada de Fourier. Es converteixen en energia real i impuls a causa d’una interacció de partícules amb un dispositiu macro clàssic. Aquestes variables abstractes no tenen un significat espai-temporal directe. S’inclouen en les regles de Feynman de la tècnica del diagrama per descriure processos que involucren partícules elementals.

Referent a això, paraules molt indicatives són les paraules del propi R. Feynman del seu llibre “Teoria dels processos fonamentals”: “No crec que sigui necessari començar des de la teoria de camp perquè, de fet, no és internament consistent. De totes maneres, vull deixar un espai per a noves idees … En canvi, donarem regles per trobar l’amplitud resultant, perquè les regles són molt més simples que els passos que condueixen a elles ».

Aquestes regles són realment extremadament simples. Formalitzen les següents intuïcions a les parts relacionades amb la descripció de les interaccions. Cada partícula és portadora de nombres quàntics, com energia, moment, càrrega, gir, etc. L’acte d’interacció de partícules (inclosa la seva creació i aniquilació) simplement consisteix en la redistribució d’aquests nombres quàntics entre ells. Les partícules intercanvien els seus números quàntics amb el compliment, per descomptat, de totes les lleis de conservació apropiades. Com pot veure, ni l’espai-temps ni els camps estan involucrats aquí. Per tant, el Feynman governa en la representació del moment. El fet que, en aquests dies, són una part integral de la teoria perturbativa del camp quàntic no hauríem de prendre com un dogma. El seu propi autor va advertir contra això al final. Entrevista: Ivan Stepanyan

Entrevista: Ivan Stepanyan

Read more: Ciència i enginyeria modernes amb Ivan Stepanyan ...