Проблема космологической постоянной

[kira_97]

Добрый день.
Считается, что квантовая теория поля одна из самых точных и проверенных научных дисциплин (если не ошибаюсь). Однако существует так называемая проблема космологической постоянной: огромное несоответствие между предсказанием теории и наблюдениями? Значит ли это, что в данной области теория неверна? Если нет, то какие существуют идеи решения данной проблемы?

[Munin]

kira_97 в сообщении #958605 писал(а):

Считается, что квантовая теория поля одна из самых точных и проверенных научных дисциплин (если не ошибаюсь).

Не просто считается, а так оно и есть. И не "дисциплин", а теорий. "Дисциплина" - это когда всех строят по линейке и декламируют хором, а теория - это модель реального мира.

Более того. Квантовая теория поля - вершина и общий знаменатель знаний физики, в том смысле, что все остальные теории (скажем, закон Гука или закон Ома) так или иначе к ней сводятся. Единственный нюанс (незначительный) - это гравитация, для которой таким общим знаменателем является общая теория относительности, не состыкованная окончательно с квантовой теорией поля.

kira_97 в сообщении #958605 писал(а):

Однако существует так называемая проблема космологической постоянной: огромное несоответствие между предсказанием теории и наблюдениями? Значит ли это, что в данной области теория неверна?

Нет, не значит. Дело в том, что КТП не умеет предсказывать космологическую постоянную. Несоответствие имеет место, если принимать во внимание не предсказание (полноценный расчёт), а некоторую оценку "на пальцах", сильно необоснованную, которая может оказаться предсказанием КТП, а может - и нет.

В данной области теория недоработана. Вот это - да. А неверна ли она - мы не знаем, вот доработаем - будем знать.

-- 08.01.2015 17:31:08 --

Munin в сообщении #902773 писал(а):

В теории, если её считать, получается бесконечность. Это неприятно, и поэтому (с обоснованиями, в которые я не буду углубляться) считают, что это нуль. Но не исключено (по теории, которую ещё не построили), что это всё-таки не нуль, а конечное число. Но оценки (повторяю, по теории, которую ещё не построили) дают число, сильно не похожее на то, которое нужно космологии, отличающееся примерно как бесконечность от нуля. Так что, известна, но не очень.

[kira_97]

Munin в сообщении #958638 писал(а):

Нет, не значит. Дело в том, что КТП не умеет предсказывать космологическую постоянную. Несоответствие имеет место, если принимать во внимание не предсказание (полноценный расчёт), а некоторую оценку "на пальцах", сильно необоснованную, которая может оказаться предсказанием КТП, а может - и нет.

Но ведь КТП (а именно, КЭД) предсказывает энергию вакуума электромагнитного поля. И она оказывается очень большой величиной. Это что, неверные расчеты, или просто не сфера применимости КЭД?

[Munin]

kira_97 в сообщении #958647 писал(а):

Но ведь КТП (а именно, КЭД) предсказывает энергию вакуума электромагнитного поля. И она оказывается очень большой величиной.

Бесконечной, см. выше.

kira_97 в сообщении #958647 писал(а):

Это что, неверные расчеты, или просто не сфера применимости КЭД?

Считается, что это да, не сфера применимости КЭД. Вакуум описать КЭД может, а его энергию посчитать - нет. Ну и не только энергию, некоторые ещё параметры тоже.

[kira_97]

Munin в сообщении #958668 писал(а):

Вакуум описать КЭД может

Ну вот. Нулевые колебания вакуума электромагнитного поля-это правильное описание? Виртуальные частицы это правильное описание? Если да, то есть какие либо возможности (хотя бы косвенные) наблюдать такие явления?

Munin в сообщении #958668 писал(а):

а его энергию посчитать - нет.

То есть не существует теории, которая бы оценила энергию вакуума?

[Munin]

kira_97 в сообщении #958675 писал(а):

Ну вот. Нулевые колебания вакуума электромагнитного поля-это правильное описание? Виртуальные частицы это правильное описание? Если да, то есть какие либо возможности (хотя бы косвенные) наблюдать такие явления?

Да, это правильные описания. Про то, как такие явления наблюдаются, я вам уже говорил, вроде бы. Например, сдвиг Лэмба, эффект Казимира. Виртуальные частицы в столкновениях в ускорителях вообще нужны тоннами.

kira_97 в сообщении #958675 писал(а):

То есть не существует теории, которая бы оценила энергию вакуума?

Да.

Есть теория, которая расширяет КТП некоторым хитрым образом: теория суперсимметрии. Она даёт возможность занулить энергию вакуума, то есть, получить расчётом то, чего от обычной КТП хотелось бы, но добиться не получается. Но суперсимметрия - это пока ещё гипотеза. Уже сорок лет гипотеза: её всё ищут и никак не могут найти. Впрочем, эксперименты за это время тоже не сильно продвинулись. Поэтому один из пунктов программы LHC - искать суперсимметрию.

[kira_97]

Munin в сообщении #958704 писал(а):

Есть теория, которая расширяет КТП некоторым хитрым образом: теория суперсимметрии. Она даёт возможность занулить энергию вакуума, то есть, получить расчётом то, чего от обычной КТП хотелось бы, но добиться не получается. Но суперсимметрия - это пока ещё гипотеза. Уже сорок лет гипотеза: её всё ищут и никак не могут найти. Впрочем, эксперименты за это время тоже не сильно продвинулись. Поэтому один из пунктов программы LHC - искать суперсимметрию.

А как на счет гипотезы Вайнберга, основанной на антропном принципе?

[Munin]

Не знаю такой гипотезы.

И не знаю, где вы про неё прочитали, но читали бы вы что-то нормальное, а не слухи чёрт знает какие.

[stasov ivan]

Интересна некая гипотетическая мысленная конструкция, некий "бесконечно увеличивающий" микроскоп. Если бы посмотрели под увеличением в, скажем, $10^-^1^0^0^0^0^$ метров, что бы увидели?

Это я так, немного отвлекаясь от чтения.

[kira_97]

stasov ivan в сообщении #958741 писал(а):

Интересна некая гипотетическая мысленная конструкция, некий "бесконечно увеличивающий" микроскоп. Если бы посмотрели под увеличением в, скажем, $10^-^1^0^0^0^0^$ метров, что бы увидели?

Нету такой длины, планковская длина это предел.

[Munin]

stasov ivan
"Интересно, что бы увидели" - это довольно праздный интерес.

А в физике есть более деловые соображения на ту же тему. Квантовая механика. Квантовая теория поля. Квантовая гравитация. Целый набор гипотез: теория струн, спин-пена, некоммутативная геометрия. Чтобы всё это изучить, требуется лет 10 в лучшем случае.

[kira_97]

Munin в сообщении #958815 писал(а):

спин-пена

Никогда о таком не слышала.
Но ведь планковская длина предел, не так ли?

[Munin]

Мы об этой области ничего не знаем. Только строим гипотезы. Поэтому, предел или не предел - тоже никто вам не скажет.

[arseniiv]

kira_97 в сообщении #958823 писал(а):

Но ведь планковская длина предел, не так ли?

Это «предел» в том смысле, что теория, в которую не включена квантовая гравитация, о масштабах такого порядка и меньше дать верных предсказаний заведомо не может (только угадайку). Видимо, это и имелось в виду там, где вы это прочитали. Вот, например, Стандартная модель ничего о гравитации не говорит, как и её кусочек — КЭД — а, на другой пример, ОТО ничего не говорит о квантах, так что для них это предел — предел предсказательной силы.