Вопросы о теории струн (и не только).

[Erleker]

Специалистов по теории струн, как я слышал, на форуме вроде нет (приятно, если ошибаюсь), но думаю, на интересующие меня вопросы могут ответить те, кто просто как-то знаком с этой темой, хотя бы на уровне слов.

1)Какая главная задача теории струн (не исторически, а именно сегодня!)? Как я понимаю, это квантовая супергравитация?**

2)Что теория струн говорит о причинности, замкнутых времениподобных линиях? О направлении времени?*

3)Обязательно ли теория струн "вызывает" именно ОТО? Если окажется, что в космологических масштабах верна другая метрическая теория гравитации (например, с кручением), как это скажется на состоянии струнной теории? Вообще, рассматривается ли там такая возможность?
"Настраивается" ли теория струн на определенную теорию классической гравитации?*

4)*Как я слышал, вариантов теории струн много и, наверное, для ответов надо рассматривать отдельный? Если так, то хотел бы услышать в общих чертах, с упоминаниеми о каких-то конкретных вариантах.

5)В чем на сегодня заключается основная деятельность и конкретные разработки?И что там происходит математически?Как понимаю, это в основном прикладная диф.геометрия на мировой поверхности струны? Насколько там задействована математика квантовой механики или струны, как фундаментальные модельные объекты, релятивистские?

6)**Является ли она самой перспективной теорией?

[Munin]

Erleker в сообщении #1245974 писал(а):

1)Какая главная задача теории струн (не исторически, а именно сегодня!)? Как я понимаю, это квантовая супергравитация?**

Главная задача - научиться считать  всё, что хочется  хоть что-нибудь.
Квантовая супергравитация, как представляется, придёт как бесплатный бонус, поскольку во всех существующих моделях струн есть безмассовый бозон спина 2 - "гравитон". Точнее, его хочется отождествить с гравитоном, и препятствий нет.

Erleker в сообщении #1245974 писал(а):

3)Обязательно ли теория струн "вызывает" именно ОТО?

Теория струн вызывает целую "матрёшку" разных теорий, реализуемых как упрощения и эффективные теории на разных масштабах энергий. Она сходится на самом нижнем уровне к ОТО, но на уровне выше - это уже некое квантовое обобщение ОТО, потому что спин неизбежно должен быть связан с гравитацией.

Erleker в сообщении #1245974 писал(а):

"Настраивается" ли теория струн на определенную теорию классической гравитации?*

При том, что ОТО - простейшая теория классической гравитации, "все дороги ведут в ОТО". Над ОТО может быть какая-то другая теория, сводящаяся к ней в пределе.

Erleker в сообщении #1245974 писал(а):

Как понимаю, это в основном прикладная диф.геометрия на мировой поверхности струны? Насколько там задействована математика квантовой механики или струны, как фундаментальные модельные объекты, релятивистские?

Всё вместе.

Erleker в сообщении #1245974 писал(а):

6)**Является ли она самой перспективной теорией?

Это зависит от того, кого спрашивать :-)

И что понимать под словом "перспективная".

[Erleker]

Munin в сообщении #1246004 писал(а):

Главная задача - научиться считать всё, что хочется хоть что-нибудь.

Например?

Munin в сообщении #1246004 писал(а):

Теория струн вызывает целую "матрёшку" разных теорий, реализуемых как упрощения и эффективные теории на разных масштабах энергий. Она сходится на самом нижнем уровне к ОТО, но на уровне выше - это уже некое квантовое обобщение ОТО, потому что спин неизбежно должен быть связан с гравитацией.
...
При том, что ОТО - простейшая теория классической гравитации, "все дороги ведут в ОТО". Над ОТО может быть какая-то другая теория, сводящаяся к ней в пределе.

Не совсем понял. Сводится в плане не учета на определенных масштабах эффектов, сильных на более крупных масштабах, но слабых тут (приблизительно, в пределе).
Но разве ведь "всплывать" из струн должны не точные уравнения классической гравитации? Как они вообще могут быть приблизительными, только для области применимости ОТО, если они получаются в общем виде?
Или как?

Munin в сообщении #1246004 писал(а):

Всё вместе.

Противоречие в ответе. Я хотел бы прояснить, является ли фундаментальная струна релятивистской моделью в многомерном псевдоевклидовом/псевдоримановом(?) пространстве (и квантовая механика для частиц из этих струн как-то получается как следствие) или же сама струна это тоже квантовый объект?

Munin в сообщении #1246004 писал(а):

Это зависит от того, кого спрашивать
И что понимать под словом "перспективная".

Ну, перспективность = вероятность быть верной, и, соответственно, нужность работать в этом направлении.
Если спрашивать, то научное сообщество, конечно же (объективно, независимо), а на форуме хотел бы услышать "ретрансляцию" (если вы или кто-то другой что-то знает о состоянии дел в науке) или какие-то ссылки.
Она тоже должна быть независимой, поэтому никак не от Pphantom'а, равно как и не от фаната струн, ничего кроме нее не приемлющего (если на этом форуме такой есть).

И еще хотел бы 2 прояснить.

Надеюсь, может, кто-то еще, вроде fizeg, зайдет в тему.

[SergeyGubanov]

Munin в сообщении #1246004 писал(а):

Квантовая супергравитация, как представляется, придёт как бесплатный бонус, поскольку во всех существующих моделях струн есть безмассовый бозон спина 2 - "гравитон". Точнее, его хочется отождествить с гравитоном, и препятствий нет.

Заполучить какое-то симметричное безмассовое тензорное поле второго ранга $h_{\mu \nu}$ и заполучить метрику пространства событий $g_{\mu \nu}$ есть две большие разницы. Не исключено, что на самом деле одновременно существуют оба поля $h_{\mu \nu}$ и $g_{\mu \nu}$. И по классификации ОТО поле $h_{\mu \nu}$ относится к "прочей материи". То есть у $h_{\mu \nu}$ есть свой (квадратичный) Лагранжиан, "нормальный" тензор энергии импульса с положительно определённой плотностью энергии и всё такое...

[Munin]

Erleker в сообщении #1246252 писал(а):

Например?

Стандартные задачи для теории элементарных частиц:
- есть частица, во что она распадётся, с какой скоростью и с какой вероятностью?
- есть столкновение частиц, с какой вероятностью произойдёт та или иная реакция, и с какими скоростями, спинами и т. п. разлетятся продукты реакции?
- каковы вакуумные средние значения тех или иных физических величин? в зависимости от температуры?
- каков спектр составных частиц, их массы и квантовые числа?

Erleker в сообщении #1246252 писал(а):

Не совсем понял. Сводится в плане не учета на определенных масштабах эффектов, сильных на более крупных масштабах, но слабых тут (приблизительно, в пределе).

Да.

Erleker в сообщении #1246252 писал(а):

Но разве ведь "всплывать" из струн должны не точные уравнения классической гравитации? Как они вообще могут быть приблизительными, только для области применимости ОТО, если они получаются в общем виде?
Или как?

"Точные уравнения классической гравитации" являются, по общему мнению, приблизительными. С точки зрения какой-то более общей теории (квантовой гравитации или другой).

Erleker в сообщении #1246252 писал(а):

Я хотел бы прояснить, является ли фундаментальная струна релятивистской моделью в многомерном псевдоевклидовом/псевдоримановом(?) пространстве (и квантовая механика для частиц из этих струн как-то получается как следствие) или же сама струна это тоже квантовый объект?

Здесь не может быть какого-то "или".

Есть классический объект, его квантование даёт соответствующий квантовый объект. Квантовая механика для этого объекта получается как следствие.

Под теорией (супер)струн понимается именно квантовая теория. Фундаментальная струна - релятивистская модель в многомерном псевдоримановом пространстве (а то даже и в кэлеровом, и я ещё не знаю, что там с суперкоординатами), и она квантовый объект.

Erleker в сообщении #1246252 писал(а):

Ну, перспективность = вероятность быть верной, и, соответственно, нужность работать в этом направлении.

Это всё не уточнения. Недостаточные уточнения.

Одно дело - вероятность, что оно на самом деле так. Другое - вероятность обнаружить подтверждения в обозримом будущем. Третье - вероятность получить какие-то математические дивиденды от разработки, даже если экспериментальное подтверждение не будет доступно. И ещё полтора десятка разных интерпретаций и нюансов.

Нужность работать - соответственно, тоже двигается разными факторами, в том числе амбициями "сделать что-то прорывное и прославиться, пусть даже в итоге это и окажется неверным, но я к тому времени уже помру".

Erleker в сообщении #1246252 писал(а):

Если спрашивать, то научное сообщество, конечно же (объективно, независимо), а на форуме хотел бы услышать "ретрансляцию" (если вы или кто-то другой что-то знает о состоянии дел в науке)

Вот я и сказал: всё зависит от того, кого спрашивать.

Был "струнный бум" в конце 90-х - в течение 00-х. Он породил неоднозначную реакцию и бурные споры, в которых высказывалась резкая критика,  какашки летали в обе стороны  аргументы доходили до некорректности, дискуссии выносились на широкую публику. Сегодня страсти поостыли.

Глядя  с высоты  издалека, можно прийти к выводу, что основой этих споров было не стремление к научной истине, а делёж грантов, позиций и учеников - на волне "бума" они рванули в модную область, обескровив соседние, что не понравилось их коренным обитателям.

Erleker в сообщении #1245974 писал(а):

2)Что теория струн говорит о причинности, замкнутых времениподобных линиях? О направлении времени?*

Ничего нового по сравнению с ОТО и КТП. Фундаментальные теории "нечувствительны" к этим вещам.

-- 08.09.2017 21:31:48 --

SergeyGubanov в сообщении #1246288 писал(а):

Munin в сообщении #1246004 писал(а):

Квантовая супергравитация, как представляется, придёт как бесплатный бонус, поскольку во всех существующих моделях струн есть безмассовый бозон спина 2 - "гравитон". Точнее, его хочется отождествить с гравитоном, и препятствий нет.

Заполучить какое-то симметричное безмассовое тензорное поле второго ранга $h_{\mu \nu}$ и заполучить метрику пространства событий $g_{\mu \nu}$ есть две большие разницы. Не исключено, что на самом деле одновременно существуют оба поля $h_{\mu \nu}$ и $g_{\mu \nu}$. И по классификации ОТО поле $h_{\mu \nu}$ относится к "прочей материи". То есть у $h_{\mu \nu}$ есть свой (квадратичный) Лагранжиан, "нормальный" тензор энергии импульса с положительно определённой плотностью энергии и всё такое...

Увы, нет. Если почитать учебники (чего вы не делаете никогда), то станет известно, что симметричное безмассовое тензорное поле второго ранга обязано каплиться только с ТЭИ, а значит, оно строго эквивалентно ОТО.

[SergeyGubanov]

Munin в сообщении #1246305 писал(а):

симметричное безмассовое тензорное поле второго ранга обязано каплиться только с ТЭИ, а значит, оно строго эквивалентно ОТО.

Что эти слова обозначают?

[Munin]

Нет ответа...

[SergeyGubanov]

Munin в сообщении #1246348 писал(а):

Нет ответа...

Извините, но мы находимся в разделе ППР. Здесь действуют особые правила. Думаю, вы должны ответить на вопрос.

[Munin]

Думаю, вы должны пойти лесом.

[Erleker]

Munin в сообщении #1246305 писал(а):

"Точные уравнения классической гравитации" являются, по общему мнению, приблизительными. С точки зрения какой-то более общей теории (квантовой гравитации или другой).

Что имеется ввиду под другой?
И так, что, другими словами, теория струн ничего о классической гравитации сказать не может, кроме того, что на относительно больших масштабах близка она к ОТО? И если на космологических окажется, что классическая гравитация другая, на струнах это абсолютно никак не скажется?
Как она это "говорит" то?

Munin в сообщении #1246305 писал(а):

Одно дело - вероятность, что оно на самом деле так. Другое - вероятность обнаружить подтверждения в обозримом будущем. Третье - вероятность получить какие-то математические дивиденды от разработки, даже если экспериментальное подтверждение не будет доступно. И ещё полтора десятка разных интерпретаций и нюансов.

Нужность работать - соответственно, тоже двигается разными факторами, в том числе амбициями "сделать что-то прорывное и прославиться, пусть даже в итоге это и окажется неверным, но я к тому времени уже помру".

Хотелось бы оценку тогда по всем факторам.

Munin в сообщении #1246305 писал(а):

Ничего нового по сравнению с ОТО и КТП. Фундаментальные теории "нечувствительны" к этим вещам.

А какие теории должны быть "чувствительны"?Только классической гравитации?
Какую возможность то имеет в виду в квантовой гравитации принцип защищенности хронологии?

[Munin]

Erleker в сообщении #1246383 писал(а):

Что имеется ввиду под другой?

Сейчас вообще все теории гравитации делятся на два класса:
- дают в каком-то пределе ОТО;
- противоречат эксперименту.
Поэтому "другие" - это практически все. Из первого пункта, разумеется.

Erleker в сообщении #1246383 писал(а):

И так, что, другими словами, теория струн ничего о классической гравитации сказать не может, кроме того, что на относительно больших масштабах близка она к ОТО?

Да. И считают, что этого достаточно.

По сути, даже когда кто-то думает о проверке теории струн, он думает о секторе элементарных частиц, а не о гравитации.

Гравитация может упоминаться в контексте:
- глобальной топологии Вселенной; размерности пространства-времени;
- макрообъектов типа космологических струн и бран;
- квантовой космологии, типа инфляции и до-инфляции.

Erleker в сообщении #1246383 писал(а):

И если на космологических окажется, что классическая гравитация другая, на струнах это абсолютно никак не скажется?

Да ну что вы в сказки-то верите? Не окажется. Уже на протяжении ста лет не оказалось. А проблемы вставали многократно - но и решались успешно каждый раз.

Erleker в сообщении #1246383 писал(а):

Хотелось бы оценку тогда по всем факторам.

Это огромное объёмное исследование по социологии науки. Спросите что-нибудь более конкретное и приземлённое.

Erleker в сообщении #1246383 писал(а):

А какие теории должны быть "чувствительны"?Только классической гравитации?

И она тоже не.

Почитайте что-нибудь про "стрелу времени". По "три стрелы времени". Про $\mathrm{CPT}$-инвариантность на фундаментальном уровне. Про статфизику, теорему возвращения и второе начало термодинамики. (Здесь кое-что неплохо сказано не только в учебниках, но и в популярной книжке Б. Грин. Ткань космоса.) Того же Фейнмана ФЛФ-4 глава 46.

Замкнутые времениподобные линии разрешены в ОТО, и пока нет причин считать, что их что-то запрещает в реальном мире.
Пенроуз. Структура пространства-времени.
Хокинг, Эллис. Крупномасштабная структура пространства-времени.

Erleker в сообщении #1246383 писал(а):

принцип защищенности хронологии

Впервые слышу это словосочетание.

[Erleker]

Munin в сообщении #1246403 писал(а):

- дают в каком-то пределе ОТО;
- противоречат эксперименту.
Поэтому "другие" - это практически все. Из первого пункта, разумеется.

Это то я понимаю.Просто подумал, что вы про что-то еще (я подразумеваю под "классической гравитацией" не только ОТО, а вообще любые теории для макрообъектов из первого пункта).

Munin в сообщении #1246403 писал(а):

- глобальной топологии Вселенной; размерности пространства-времени;
- макрообъектов типа космологических струн и бран;
- квантовой космологии, типа инфляции и до-инфляции.

Но этими областями занимаются в том числе люди, специализирующиеся на струнах?
Струнной космологией?

Munin в сообщении #1246403 писал(а):

Да ну что вы в сказки-то верите? Не окажется. Уже на протяжении ста лет не оказалось. А проблемы вставали многократно - но и решались успешно каждый раз.

Ну, не то что бы верю. Но ведь теоретическая работа то в этом направлении ведется, чтобы вместо темной энергии была другая теория классической гравитации.В принципе, лично мне, возможно, было бы интересно этим заниматься.

Munin в сообщении #1246403 писал(а):

Замкнутые времениподобные линии разрешены в ОТО

Это то конечно.Указанные книги читаю.
Но почему:

Munin в сообщении #1246403 писал(а):

и пока нет причин считать, что их что-то запрещает в реальном мире.

?

Munin в сообщении #1246403 писал(а):

Впервые слышу это словосочетание.

Первое слово - описка, конечно. Chronology protection conjecture.
Хочу понять, как квантовая гравитация теоретически может наложить запрет на замкнутые времениподобные линии?

[Pphantom]

Erleker в сообщении #1246413 писал(а):

Но ведь теоретическая работа то в этом направлении ведется, чтобы вместо темной энергии была другая теория классической гравитации.

Ну, собственно, для этого достаточно всего лишь не интерпретировать лямбда-член как "темную энергию".

[Erleker]

Ну, так или иначе, это слагаемое трактуют же как тензор энергии-импульса (вакуума, какого-то скалярного поля...).
А есть же варианты объяснить ускоренное расширение другими получающимися эффектами различных теорий гравитаций.
Я просто отметил, что, как слышал, над этим работают.

[Pphantom]

Erleker в сообщении #1246423 писал(а):

Ну, так или иначе, это слагаемое трактуют же как тензор энергии-импульса (вакуума, какого-то скалярного поля...).

Трактуют, но понятие "темной энергии" (собственно, и происхождение этого названия) связано именно с интерпретацией лямбда-члена как ТЭИ вакуума.

При этом сам лямбда-член вполне естественным образом появляется в рамках ОТО, так что в "классической теории гравитации" он уже есть. Неклассической является интерпретация... но это уже следующий вопрос, насколько имеет смысл интерпретация, создающая много проблем и не дающая практически никакой новой информации.