Кіріспе
Кванттық гравитацияға гипотетикалық тәсіл, кеңістік-уақыттың пайда болуымен байланысты. Ренате Лолл, Ян Амбьёрн және Джерзи Юркевич теориялаған себептік динамикалық үшбұрыштылық (CDT) – кванттық гравитацияға циклдік кванттық гравитация сияқты фонға тәуелсіз көзқарас. Бұл, ол кез келген бұрыннан бар аренаны (өлшемдік кеңістік) қабылдамайды, керісінше кеңістік-уақыт матасының қалай дамитынын көрсетуге тырысады. CDT үлкен масштабтарда белгілі 4 өлшемді кеңістік-уақытты жуықтайтыны, бірақ Планк шкаласына жақын кеңістік-уақыт 2 өлшемді болып келетіні және тұрақты уақыт тілімдерінде фракталдық құрылымды ашатыны туралы деректер бар. Бұл қызықты нәтижелер, Кванттық Эйнштейн гравитациясы деп аталатын тәсілді қолданатын Лаушер мен Ройтердің және басқа да соңғы теориялық жұмыстардың қорытындыларымен сәйкес келеді.
Causal dynamical triangulation (CDT), theorized by Renate Loll, Jan Ambjørn and Jerzy Jurkiewicz, is an approach to quantum gravity that, like loop quantum gravity, is background independent. This means that it does not assume any pre existing arena (dimensional space) but, rather, attempts to show how the spacetime fabric itself evolves. There is evidence
that, at large scales, CDT approximates the familiar 4 dimensional spacetime but shows spacetime to be 2 dimensional near the Planck scale, and reveals a fractal structure on slices of constant time. These interesting results agree with the findings of Lauscher and Reuter, who use an approach called Quantum Einstein Gravity, and with other recent theoretical work.
Кіріспе
Планк шкаласына жақын, кеңістік-уақыт құрылымы кванттық және топологиялық флуктуациялар салдарынан үнемі өзгеріп отырады деп есептеледі. CDT теориясы динамикалық түрде өзгеретін және детерминистік ережелерге бағынатын үшбұрыштау процесі арқылы біздің ғаламға ұқсас өлшемді кеңістіктерге қалай дамуы мүмкін екенін көрсетеді. Зерттеушілердің нәтижелері бұл әдіс ерте ғаламды модельдеу және оның эволюциясын сипаттау үшін тиімді екенін көрсетеді. Бұл теория кеңістік-уақытты ең кішкентай үшбұрышты бөліктерге бөлу үшін симплекс деп аталатын құрылымды қолданады. Симплекс – үшбұрыштың көпөлшемді аналогы [2-симплекс]; 3-симплекс әдетте тетраэдр деп аталады, ал 4-симплекс, бұл теорияның негізгі құрылыс блогы, сондай-ақ пентахорон деп те аталады. Әрбір симплекс геометриялық тұрғыдан жазық, бірақ симплекстерді әртүрлі тәсілдермен "біріктіру" арқылы қисық кеңістік-уақытты жасауға болады. Кванттық кеңістіктерді үшбұрыштауға жасалған бұрынғы тыраштандырулар тым көп өлшемді немесе тым аз өлшемді минималды ғаламдарды тудырған, ал CDT бұл мәселені тек симплекстердің барлық біріктірілген қабырғаларының уақыт осі сәйкес келетін конфигурацияларға ғана рұқсат беру арқылы шешеді.
Алыстыру
CDT – бұл кванттық Редж есептеуінің модификациясы, онда кеңістік-уақыт триангуляция деп аталатын процесте бөлшектік сызықтық көпқырлылықпен жақындату арқылы дискреттеуге ұшырайды. Бұл процесте d өлшемді кеңістік-уақыт дискретті уақыт айнымалысы t арқылы белгіленген кеңістік тілімдерінен құралған деп есептеледі. Әрбір кеңістік тілімі тұрақты (d-1) өлшемді симплекстерден тұратын симплициалды көпқырлылықпен жуықталады, ал осы тілімдер арасындағы байланыс d симплекстердің бөлшектік сызықтық көпқырлылығы арқылы жасалады. Тегіс көпқырлылықтың орнына триангуляция түйіндерінің желісі бар, онда кеңістік жергілікті түрде жазық (әрбір симплекстің ішінде), бірақ жаһандық түрде қисық, геодезиялық күмбездің жеке жақтары мен жалпы беті сияқты. Әрбір үшбұрышты құрайтын сызық сегменттері кеңістіктік немесе уақыттық өлшемді білдіруі мүмкін, олардың берілген уақыт тіліміне жататынына немесе t уақытындағы төбелік нүктені t+1 уақытындағы нүктемен байланыстыратынына байланысты. Маңызды жаңалық – симплекстер желісінің себеп-салдар қатынасын сақтайтын тәсілде дамуға бағытталғандығы. Бұл барлық мүмкін (рұқсат етілген) симплекстер конфигурацияларын және сәйкесінше барлық мүмкін кеңістіктік геометрияларды қосу арқылы жол интегралын тосқауылсыз есептеуге мүмкіндік береді. Қарапайым тілмен айтқанда, әрбір симплекс – кеңістік-уақыт құрылыс блогы сияқты, бірақ уақыт бағыты бар жиектер, олар қосылған жеріне қарамастан, бағыт бойынша сәйкес келуі керек. Бұл ереже себеп-салдар қатынасын сақтайды, бұл бұрынғы «триангуляция» теорияларында болмаған ерекшелік. Симплекстер осылай қосылғанда, күрделілік ретпен дамиды және ақырында байқалатын өлшемдердің құрылымын жасайды. CDT Барретт, Крейн және Баездің бұрынғы жұмыстарына негізделген, бірақ себеп-салдар қатынасын негізгі ереже ретінде енгізу арқылы (процеске бастапқыдан әсер ете отырып), Лолл, Амбьёрн және Юркевич басқаша нәрсе жасады.
Қарым-қатынас теориясы
CDT-нің циклдік кванттық гравитациямен кейбір ұқсастықтары бар, әсіресе оның спин көбік формулаларымен. Мысалы, Лоренцтің Барретт-Кран моделі CDT сияқты жол интегралдарын есептеу үшін, негізінен, бұзылмаған тәсіл болып табылады. Дегенмен, маңызды айырмашылықтар бар. Кванттық гравитацияның спин-көбік формулалары әртүрлі еркіндік дәрежелерін және әртүрлі Лагранжиандарды қолданады. Мысалы, CDT-де берілген триангуляциядағы кез келген екі нүкте арасындағы қашықтық немесе "интервал" дәл есептелуі мүмкін (триангуляциялар қашықтық операторының өзіндік күйлері болып табылады). Бұл спин көбіктеріне немесе жалпы циклдік кванттық гравитацияға қатысты дұрыс емес. Сонымен қатар, спин көбіктерінде дискреттілік фундаменталды деп есептеледі, ал CDT-де ол континуум шегімен алынып тасталатын жол интегралының реттелуі ретінде қарастырылады. Кванттық гравитацияға қатысты тағы бір тәсіл, себептік динамикалық триангуляциямен тығыз байланысты, оны себептік жиынтықтар деп атайды. CDT де, себептік жиынтықтар да кеңістік-уақытты дискретті себептік құрылыммен модельдеуге тырысады. Екі тәсілдің арасындағы басты айырмашылық – себептік жиынтық тәсілі салыстырмалы түрде жалпы, ал CDT кеңістіктегі оқиғалардың торсы мен геометрия арасындағы нақты қатынасты қабылдайды. Осының салдарынан, CDT-нің Лагранжианы бастапқы болжамдармен шектеледі, сондықтан оны нақты жазып, талдауға болады (мысалы, hep-th/0505154, 5-бетті қараңыз), ал себептік жиынтық теориясы үшін әрекетті қалай жазуға болатынына көбірек еркіндік бар. Континуум шегінде CDT, мүмкін, Хорава-Лифшиц гравитациясының бір түрімен байланысты. Шындығында, екі теория да кеңістік-уақыттың қабатталуына сүйенеді, сондықтан олардың бірдей әмбебаптық класта жатқанын күтуге болады. 1+1 өлшемде олар шын мәнінде бірдей теория болып табылады, ал жоғары өлшемдерде CDT-нің континуум шегін түсіну әлі де қиын міндет болып қала береді, сондықтан тек кейбір меңзеулер бар.