Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Физикада Эйнштейннің эфир теориясы, сондай-ақ aetheory деп аталады, 2004 жылы жалпы салыстырмалылық теориясының модификациясы үшін жасалған атау, ол басым анықтамалық жүйеге ие және сондықтан Лоренц инвариантын бұзады. Бұл жалпы ковариантты теориялар метриялық және бірлік уақыт сияқты векторлық өріске ие кеңістікті сипаттайды. Бұл теориядағы эфир - "Лоренцтік векторлық өрісті бұзатын" эфирдің ескі жарық теориясына қатысы жоқ; теорияның атауындағы "Эйнштейн" Эйнштейннің жалпы салыстырмалылық теңдеуін қолданудан шыққан.
In physics the Einstein aether theory, also called aetheory, is the name coined in 2004 for a modification of general relativity that has a preferred reference frame and hence violates Lorentz invariance. These generally covariant theories describes a spacetime endowed with both a metric and a unit timelike vector field named the aether. The aether in this theory is "a Lorentz violating vector field" unrelated to older luminiferous aether theories; the "Einstein" in the theory's name comes from its use of Einstein's general relativity equation.
Басқа тартылыс теорияларымен байланысы
Эйнштейннің эфир теориясы - бұл жалпы салыстырмалылық теориясына векторлық өрісті қосатын альтернативті гравитация теориясы. Сонымен қатар скалярлық өрістің модификациялары бар, соның ішінде Бранс-Дик теориясы, барлығы Хорндески теориясына кіреді. Басқа бағытта барғанда, тензорлы өрістерді қосқан теориялар бар, олар биметриялық гравитация деп аталады немесе скалярлы және векторлық өрістерді қоса алады, мысалы, тензорлы векторлы скалярлы гравитация. Теорияның бұл түрі 1970-ші жылдары C. M. Will және K. Nordtvedt Jr. гравитациялық жұптастырылған векторлық өріс теориялары бойынша жұмыс істеді. 1980 жылдары Маурицио Гасперини жалпы салыстырмалылық теориясының метрикасына уақыт туралы жалпы түсінікке сәйкес келетін скалярлық өрісті қосты. Мұндай теорияда ең жақсы анықтамалық жүйе болады, онда әмбебап уақыт - нақты уақыт. 2000 жылы Тед Джейкобсон мен Дэвид Маттингли таңдалған кадрлардың салдарын зерттеуге мүмкіндік беретін модель әзірледі. Олардың теориясында Гаспериниге қарағанда аз ақпарат бар, скалярлы өріс орнына ол жалпыға бірдей уақыт береді, ол уақыт бағытын беретін бірлік векторлы өрісті ғана қамтиды. Осылайша эфирді әр түрлі нүктелерде бақылайтын бақылаушылар Джейкобсон-Мэтингли теориясында міндетті түрде бірдей қартаюы мүмкін емес. 2008 жылы Тед Джейкобсон Эйнштейннің эфир теориясы туралы есеп берді.
An Einstein aether theory is an alternative theory of gravity that adds a vector field to the theory of general relativity. There are also scalar field modifications, including Brans–Dicke theory, all included with Horndeski's theory. Going the other direction, there are theories that add tensor fields, under the name Bimetric gravity or both scalar and vector fields can be added, as in Tensor–vector–scalar gravity. This type of theory originated in the 1970s with the work of C. M. Will and K. Nordtvedt Jr. on gravitationally coupled vector field theories. In the 1980's Maurizio Gasperini added a scalar field, which intuitively corresponded to a universal notion of time, to the metric of general relativity. Such a theory will have a preferred reference frame, that in which the universal time is the actual time. In 2000, Ted Jacobson and David Mattingly developed a model that allows the consequences of preferred frames to be studied. Their theory contains less information than that of Gasperini, instead of a scalar field giving a universal time it contains only a unit vector field which gives the direction of time. Thus observers who follow the aether at different points will not necessarily age at the same rate in the Jacobson–Mattingly theory. In 2008 Ted Jacobson presented a status report on Einstein aether theory.
Лоренц симметриясын бұзу
Артықшылықты, динамикалық уақыт векторының болуы теорияның Лоренц симметриясын бұзады, нақтырақ айтқанда, ол күшейткіштердегі инвариантты бұзады. Бұл симметрияны бұзу гравитонның Хиггс механизміне әкелуі мүмкін, бұл ұзақ қашықтық физикасын өзгертеді, мүмкін, соңғы суперновалық деректерді түсіндіруге мүмкіндік береді, әйтпесе ол космологиялық тұрақтымен түсіндіріледі. Лоренц инварианттылығын бұзудың кванттық өріс теориясына әсерінің ұзақ тарихы бар, ол 1939 жылы Маркус Фиерц пен Вольфганг Паулидің жұмысына дейін барады. Соңғы уақытта ол танымалдылығын қайтадан алды, мысалы, Нима Аркани Хамед, Говард Георги және Мэтью Шварцтың "Массивті гравитонның тиімді өріс теориясы және ғарыш теориясындағы гравитация" атты еңбегі. Эйнштейннің эфирлік теориясы Лоренц инварианттылығы бұзылған теорияның нақты мысалын береді және сондықтан мұндай зерттеулер үшін табиғи жағдай болып табылады.
The existence of a preferred, dynamical time vector breaks the Lorentz symmetry of the theory, more precisely it breaks the invariance under boosts. This symmetry breaking may lead to a Higgs mechanism for the graviton which would alter long distance physics, perhaps yielding an explanation for recent supernova data which would otherwise be explained by a cosmological constant. The effect of breaking Lorentz invariance on quantum field theory has a long history leading back at least to the work of Markus Fierz and Wolfgang Pauli in 1939. Recently it has regained popularity with, for example, the paper Effective Field Theory for Massive Gravitons and Gravity in Theory Space by Nima Arkani Hamed, Howard Georgi and Matthew Schwartz. Einstein aether theories provide a concrete example of a theory with broken Lorentz invariance and so have proven to be a natural setting for such investigations.
Жұлдыздар
Теорияның бірнеше сфералық симметриялық шешімдері табылды. Соңғы уақытта Кристофер Элинг пен Тед Джейкобсон жұлдыздарға ұқсас және қара тесіктерге ұқсас шешімдерді тапты. Олар, әсіресе, жұлдыздар толықтай эфирден құралған шарлық симметриялы шешімдердің жоқ екенін көрсетті. Қосымша материясыз шешімдерде әрқашан жалаңаш сингулярлық немесе екі асимптотикалық кеңістіктегі уақыт аймақтары болады, олар құрт ойығына ұқсас, бірақ көкжиексіз. Олар статикалық жұлдыздарда статикалық эфирлік ерітінділер болуы керек деп дәлелдеді, яғни эфир уақыт сияқты өлтіру векторының бағытына бағытталады.
Several spherically symmetric solutions to ae theory have been found. Most recently Christopher Eling and Ted Jacobson have found solutions resembling stars and solutions resembling black holes. In particular, they demonstrated that there are no spherically symmetric solutions in which stars are constructed entirely from the aether. Solutions without additional matter always have either naked singularities or else two asymptotic regions of spacetime, resembling a wormhole but with no horizon. They have argued that static stars must have static aether solutions, which means that the aether points in the direction of a timelike killing vector.
Қара тесіктер мен ықтимал проблемалар
Алайда, бұл статикалық қара тесіктермен үйлесімді болуы қиын, өйткені оқиғалар көкжиегінде уақытқа ұқсас өлтіру векторлары жоқ, сондықтан қара тесіктің шешімдерінде статикалық эфирлер болмауы мүмкін. Сонымен, жұлдыз құлап, қара тесік пайда болған кезде, эфир құлаптан өте алыс жерде де, ақыр соңында статикалық болуы керек. Сонымен қатар, кернеу тензоры Райчаудхури теңдеуін қанағаттандырмайды, қозғалыс теңдеулеріне жүгіну керек. Бұл эфирсіз теорияларға қарама-қайшы, онда бұл қасиет қозғалыс теңдеулеріне тәуелсіз.
However this is difficult to reconcile with static black holes, as at the event horizon there are no timelike Killing vectors available and so the black hole solutions cannot have static aethers. Thus when a star collapses to form a black hole, somehow the aether must eventually become static even very far away from the collapse. In addition the stress tensor does not obviously satisfy the Raychaudhuri equation, one needs to make recourse to the equations of motion. This is in contrast with theories with no aether, where this property is independent of the equations of motion.
Эксперименттік шектеулер
2005 жылғы мақалада Нима Аркани Хамед, Хсин Чиа Ченг, Маркус Люти және Джесси Талер эфир теорияларына тән күшейту симметриясын бұзудың тәжірибелік салдарларын зерттеді. Олар Голдстоун бозонының пайда болуы басқа нәрселермен қатар, Черенков сәулеленуінің жаңа түріне әкелетінін анықтады. Сонымен қатар, олар спиндік көздер өте ерекше бұрыштық тәуелділікпен жаңа кері квадраттық күш арқылы өзара әрекеттеседі деп дәлелдеді. Олар мұндай күштердің ашылуы эфир теориясының өте берік дәлелі болатынын айтады, бірақ міндетті түрде Джейкобсонның емес.
In a 2005 paper, Nima Arkani Hamed, Hsin Chia Cheng, Markus Luty and Jesse Thaler have examined experimental consequences of the breaking of boost symmetries inherent in aether theories. They have found that the resulting Goldstone boson leads to, among other things, a new kind of Cherenkov radiation. In addition they have argued that spin sources will interact via a new inverse square law force with a very unusual angular dependence. They suggest that the discovery of such a force would be very strong evidence for an aether theory, although not necessarily that of Jacobson, et al.