Meccanica quantistica dopo il rilevamento delle onde gravitazionali

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Naturalmente ormai tutti sanno del rilevamento delle onde gravitazionali

Ma, dal momento che la relatività generale e la meccanica quantistica non vanno d'accordo , possiamo dire ora che questa rilevazione dimostra che la meccanica quantistica non si applica effettivamente e che la relatività generale ha prevalso?

Un'altra domanda: come possiamo identificare l'origine dell'ondulazione (diciamo se è il risultato del big bang o di un altro grande evento)?

MODIFICA 16-2-2016

Oggi stavo leggendo un articolo e ho pensato di condividerlo qui; In pratica sta dicendo che senza un terzo rilevatore non possiamo triangolare il segnale. Alcuni scienziati hanno provato a osservare la luce dell'evento direttamente dopo le osservazioni dell'onda, ma non sono stati in grado di rilevare la fusione semplicemente perché è troppo lontana o troppo debole per essere osservata con la nostra attuale tecnologia.

— Chris Barakat
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Fu una fusione del buco nero, non del big bang. Le onde gravitazionali primordiali hanno una lunghezza d'onda ancora più lunga, probabilmente troppo lunga per LIGO,

— James K,

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La fisica quantistica e la relatività NON sono teorie concorrenti. Sono teorie complementari, con relatività su ciò che accade su larga scala, e quantum che parla di scale davvero minuscole. La controversia è che nessuno sa davvero come unire questi due campi. Ciò che i fisici vogliono è una teoria che in un colpo solo descrive come funziona tutto. Forse un'elusione elegante o un insieme di semplici regole. Non siamo nemmeno sicuri che esista davvero una cosa del genere, ma sarebbe sicuramente bello se lo facesse, perché quella teoria sarebbe l'apice del successo scientifico umano. Il problema è che nessuno sa davvero come.

— Shayne,

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Nient'altro che l'osservazione delle onde luminose smentisce la meccanica quantistica.

La luce ha proprietà sia di una particella che di un'onda. A basse energie, la natura delle particelle di luce è difficile da rilevare: le onde radio sono fatte di fotoni, ma i singoli fotoni delle onde radio sono piuttosto difficili da rilevare. Non sono sicuro di aver rilevato direttamente singoli fotoni con energie al di sotto della banda infrarossa.

Le onde gravitazionali (probabilmente) hanno anche una natura ondulatoria e particellare. Il campo gravitazionale è probabilmente quantizzato. Ma alle frequenze e alla sensibilità con cui LIGO opera, i quanti individuali non possono essere misurati. Quindi questo rilevamento non dimostra l'ascesa di GR su QM.

Semmai, la comprensione di eventi estremi come le fusioni di buchi neri potrebbe portare a una comprensione teorica della natura quantistica della gravità.

— James K
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Grazie per la tua risposta mi ha davvero aiutato a capire l'idea .. La segnerò come risposta tra un paio d'ore per dare un po 'più di tempo anche ad altre risposte

— Chris Barakat,

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@Odin: aspettare un paio (o meglio qualcosa come 5, o 7) giorni sembra meglio di solo un paio d'ore, poiché gli esperti non sono sempre dietro il loro schermo ...

— Olivier Dulac

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Probabilmente non ci sono esperimenti ragionevoli in grado di rilevare un singolo gravitone. Qui ragionevole significa che cose come "non è abbastanza grande da collassare in un buco nero" e "rileva almeno un gravitone per età dell'universo". arxiv.org/abs/gr-qc/0601043 E questo evento non è proprio vicino a dove ti aspetteresti la gravitazione quantistica. Per i buchi neri di 30 masse solari, il raggio di Schwarzschild è qualcosa come

m, ma la lunghezza di Planck è qualcosa come

m.

10^{5}

$10^5$

10^{- 35}

$10^{-35}$

— Robin Ekman,

1

Naturalmente rispetto a qualcosa come il sistema solare, questo è estremo: una distanza di

UA dal sole (cioè qui sulla terra), il raggio di curvatura è dell'ordine di

m, alla superficie del sole circa

m. Ma la gravitazione è seriamente debole, quindi ci sono ancora molti ordini di grandezza dalla gravitazione quantistica. (Si noti che il raggio di curvatura grande = curvatura piccola. Una sfera grande è meno curva di una piccola.)

1

$1$

10^{12}

$10^{12}$

5 \cdot 10^{8}

$5\cdot 10^8$

— Robin Ekman

A proposito, se qualcuno conoscesse le energie dei fotoni a più bassa energia che sono state osservate direttamente o indirettamente, sarei interessato.

— James K,

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L'impatto di questa misurazione sullo stato della gravitazione quantistica è esattamente zero.

L'affermazione corretta dell'incompatibilità della relatività generale e della meccanica quantistica è che la teoria dei campi quantistici della relatività generale non è rinormalizzabile . La rinormalizzabilità significa essenzialmente che la teoria è ben definita a tutte le scale di energia, il che sembra una domanda ragionevole su una teoria fondamentale proposta.

Quindi quello che sappiamo è che prendendo la relatività generale classica e quantizzandola, non otteniamo una teoria fondamentale della gravitazione quantistica. Questo non fa nulla per escludere altre teorie quantistiche proposte sulla gravitazione, ad esempio LQG o teoria delle stringhe.

Inoltre, il modo in cui funziona la fisica è che le nuove teorie devono ridursi a quelle vecchie nei settori di applicabilità delle vecchie teorie. Qualunque sia la corretta teoria quantistica della gravitazione, il suo limite di bassa energia dovrebbe essere la relatività generale quantizzata, e il limite classico di ciò è la relatività generale classica. Non è vero che devi scegliere tra relatività generale o meccanica quantistica.

Quindi questa misurazione di una previsione della relatività generale classica non fa assolutamente nulla per dimostrare che non esiste un modello meccanico quantistico di gravità. Non potrebbe, perché abbiamo già un modello quantistico meccanico di gravitazione: relatività generale quantizzata. Non è "bello" come vorremmo, ma in realtà lo esclude solo come la teoria fondamentale .

— Robin Ekman
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Questo sito attira risposte di qualità piuttosto elevata. Ho valutato l'intero lotto (e non lo faccio .. quasi mai ..)

— javadba,

Anzi .. Risposte molto intelligenti @javadba

— Chris Barakat

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Un'altra domanda, come possiamo identificare l'origine dell'ondulazione (diciamo che se è il risultato del big bang o di un altro grande evento)?

(Sto solo rispondendo a questa parte della domanda, dato che James ha già risposto alla parte principale su GR vs QM.)

LIGO ha prodotto un'immagine che mostra la migliore stima di dove fossero questi due buchi neri:

Tutto quello che possono dire è, da qualche parte nel cielo meridionale. In futuro una rete di più rilevatori consentirà di individuare con precisione tali eventi in modo molto più preciso.

— Andy
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È davvero fantastico .. Grazie per averlo condiviso

— Chris Barakat,

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Solo un altro rilevatore in linea farà una grande differenza. I due rilevatori LIGO sono stati in grado di localizzare questo evento solo in una regione di 600 gradi quadrati. Durante la conferenza stampa una volta gli scienziati hanno dichiarato che dopo che il rivelatore della Vergine sarà online alla fine di quest'anno dovrebbero essere in grado di restringerlo a un numero di una sola cifra di gradi quadrati. Questa è un'area abbastanza piccola da consentire agli ambiti ottici a risposta rapida di rilevare il bagliore che ci si aspetta dalla fusione delle stelle di neutroni (ultimo paragrafo di conclusione) .

— Dan Neely,

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Se vuoi ulteriori dettagli su quella parte della domanda, controlla la modifica il 16-2-2016 @Andy :)

— Chris Barakat,

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La capacità di localizzare le fonti dovrebbe ottenere un altro enorme miglioramento tra un paio d'anni ora che LIGO India è stata approvata dal governo indiano .

— Chris Mueller,

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$m_{graviton} < 1.2 × 10^{−22} \frac{eV}{c^2}$ $1.9 × 10^{−41} kg$

Rif: https://www.youtube.com/watch?v=vy5vDtviIz0&feature=youtu.be&t=1h5m23s https://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.116.061102 (pagina 8)

— colnegn
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Forse un po 'troppo corto. Riferimento?

— Hohmannfan,

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Sebbene la scoperta gemella della fusione di Gravitational Waves e Black Hole potrebbe non influenzare direttamente lo stato di QM, potrebbe indirettamente portare nuove "sorprese" Ad esempio, in questo link: http://news.discovery.com/space/weve-detected- gravitazionali-onde-so-cosa-160213.htm Commentano che: "Per qualche ragione, la rotazione finale del buco nero è più lenta del previsto, indicando che i due buchi neri si sono scontrati a bassa velocità, oppure erano in una configurazione di collisione che ha causato il contrasto del loro momento angolare combinato "Questo è molto curioso; perché la natura dovrebbe farlo?" Disse Lehner. " E il commento finale è: "Questo primo enigma potrebbe essere dovuto ad una fisica di base che non è stata presa in considerazione, ma più eccitante potrebbe rivelare una fisica" nuova "o esotica che interferisce con le previsioni della relatività generale". Wow! "Interferire con la relatività generale" è un modo educato di suggerire che potrebbe essere sbagliato. Quindi forse QM potrebbe venire in soccorso della Gen.Relativity piuttosto che viceversa.

— Francisco Muller
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