重力波の検出後の量子力学

29

もちろん、誰もが重力波の検出を知っています

しかし、一般相対性理論と量子力学はうまくいかないので、この検出は、量子力学が実際に適用されず、一般相対性理論が勝っていることを証明していると言えますか？

別の質問：どのようにリップルの起源を特定できますか（ビッグバンの結果なのか、別のビッグイベントの結果なのかを言ってみましょう）？

編集16-2-2016

今日記事を読んでいたので、ここで共有したいと思いました。基本的に、3番目の検出器がなければ、信号を三角測量することはできないと言っています。一部の科学者は、波の観測直後にイベントの光を観測する方法を試みましたが、現在の技術では観測できないほど単純であるため、合併を検出できませんでした。

— クリス・バラカット
ソース

7

それはビッグバンからではなく、ブラックホールの合併でした。原始重力波は、LIGOのために、おそらくあまりにも長い間、さらに長い波長を持っている

— ジェームズ・K

3

量子物理学と相対性理論は競合する理論ではありません。それらは補完的な理論であり、大規模なスケールで起こることについての相対性理論と、本当に小さなスケールについての量子論です。論争は、これらの2つの分野を統一する方法を誰も本当に知らないということではありません。物理学者が望んでいるのは、一挙にすべてがどのように機能するかを説明する理論です。エレガントな赤道か単純なルールのセットかもしれません。そのようなものが実際に存在するかどうかはわかりませんが、もし存在すればいいのは確かです。なぜなら、その理論は人間の科学的成果の頂点だからです。問題は、誰も実際にその方法を知りません。

— シェーン

28

光波の観測が量子力学を反証する以上のものはありません。

光には、粒子と波の両方の特性があります。低エネルギーでは、光の粒子の性質を検出するのは困難です。電波は光子でできていますが、個々の電波の光子は検出するのがかなり困難です。赤外線帯域以下のエネルギーを持つ個々の光子を直接検出したかどうかはわかりません。

重力波も（おそらく）波と粒子の両方の性質を持っています。重力場はおそらく量子化されています。しかし、LIGOが動作する周波数と感度では、個々の量子を測定することはできません。したがって、この検出は、QMに対するGRの優位性を証明するものではありません。

どちらかといえば、ブラックホールの合併のような極端なイベントを理解することは、重力の量子的性質の理論的な理解につながる可能性があります。

— ジェームズ・K
ソース

私も他の回答のためにもう少し時間を与えるために時間のカップルに答えとしてそれをマークします..それは本当に私の考えを理解して助けたあなたの答えをありがとう

— クリス・バラカット

2

@Odin：専門家は彼らのスクリーンの後ろに常にではないとして...、よりよいだけのカップルの時間よりも思えるカップル（というか5、または7のようなもの）の日を待っている

— オリヴィエ・デュラック

3

個々のグラビトンを検出できる合理的な実験はおそらくないでしょう。ここで合理的とは、「ブラックホールに崩壊するほど大きくない」、「宇宙の年齢ごとに少なくとも1つの重力子を検出する」などのことを意味します。arxiv.org/abs/gr-qc/0601043そして、このイベントは、量子重力が予想される場所に本当に近いものではありません。30個の太陽質量のブラックホールの場合、シュワルツシルト半径は mのようなものですが、プランク長は mのようなものです。

10^{5}

$10^5$

10^{- 35}

$10^{-35}$

— ロビンエクマン

1

もちろん、太陽系のようなものと比較すると、これは極端です：太陽から AUの距離（つまり、地球上）、曲率半径は mのオーダーです。いくつかの m しかし、重力は非常に弱いので、あなたはまだ量子重力から何桁も離れています。（大きな曲率半径 =小さな曲率に注意してください。大きな球体は小さな球体よりも曲率が低くなります。）

1

$1$

10^{12}

$10^{12}$

5 \cdot 10^{8}

$5\cdot 10^8$

— ロビンエクマン

ところで、誰かが直接または間接的に観測された最低エネルギーの光子のエネルギーを知っているなら、私は興味があります。

— ジェームズK

22

量子重力の状態に対するこの測定の影響は正確にゼロです。

一般相対性理論と量子力学の非互換性の適切な声明は、一般相対性理論の場の量子論は繰り込み可能ではないということです。くりこみ可能性とは基本的に、理論がすべてのエネルギースケールで明確に定義されていることを意味します。

したがって、私たちが知っていることは、古典的な一般相対論をとってそれを量子化すると、量子重力の基本的な理論が得られないことです。これは、他の提案されている重力の量子理論、たとえばLQGやストリング理論を排除するものではありません。

さらに、物理学の仕組みは、新しい理論が古い理論の適用可能性の領域で古いものに還元されなければならないということです。重力の正しい量子理論が何であれ、その低エネルギーの限界は量子化された一般相対論であり、その古典的な限界は古典的な一般相対論です。一般相対論と量子力学のどちらかを選択しなければならないというのは事実ではありません。

したがって、この古典的な一般相対性理論の予測の測定は、重力の量子力学的モデルが存在しないことを示すものではありません。重力の量子力学モデル、すなわち量子化された一般相対性理論をすでに持っているため、それはできませんでした。私たちが望むほど「いい」ものではありませんが、それは基本理論としてそれを除外するだけです。

— ロビン・エクマン
ソース

2

このサイトは非常に質の高い回答を集めています。私は全体を支持しました（そして、私はそれをしません..ほぼ今まで..）

— javadba

確かに.. @javadbaの非常に賢明な回答

— クリスバラカット

19

別の質問、どのようにリップルの起源を特定できますか（ビッグバンまたは別のビッグイベントの結果であるとしましょう）？

（私は質問のこの部分に答えているだけです。ジェームズはすでにGR対QMに関する主要な部分に答えているからです。）

LIGOは、これらの2つのブラックホールがどこにあるかについての最良の推定値を示す画像を作成しました。

彼らが言えることは、南の空のどこかです。将来的には、より多くの検出器のネットワークにより、そのようなイベントをより正確に特定できるようになるでしょう。

— アンディ
ソース

1

それは本当に素晴らしい..これを共有してくれてありがとう

— クリスバラカット

1

あと1つだけ検出器がオンラインになると、大きな違いが生じます。2つのLIGO検出器は、このイベントを600平方度の領域にのみローカライズできました。記者会見で、科学者の1人は、今年後半に乙女座検出器がオンラインになった後、1桁の平方度に絞り込むことができると述べました。これは、中性子星の合併から予想される残光を調査するための高速応答光学スコープに十分な小さな空間領域です（結論の最後の段落）。

— ダン・ニーリー

1

質問のその部分についてもう少し新しい詳細が必要な場合は、16-2-2016 @Andyで編集を確認してください:)

— クリスバラカット

1

LIGO Indiaがインド政府によって承認された今、ソースを特定する能力は、ここ数年でさらに大きな改善を得るはずです。

— クリスミューラー

5

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

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

— colnegn
ソース

3

多分少し短すぎます。参照？

— ホーマンファン

1

Gravitational WavesとBlack Holeの合併の双子の発見はQMのステータスに直接影響を与えないかもしれませんが、間接的に新しい「驚き」をもたらすかもしれません。たとえば、このリンク：http : //news.discovery.com/space/weve-detected- gravitational-waves-so-what-160213.htm 「何らかの理由で、ブラックホールの最終スピンが予想よりも遅いため、2つのブラックホールが低速で衝突したか、角運動量を組み合わせて互いに打ち消し合う衝突構成になっていることを示しています。「それは非常に好奇心が強い。なぜ自然がそうするのか」とレーナーは言った。最後のコメントは、「この初期のパズルは考慮されていない基本的な物理学にまで及んでいる可能性がありますが、もっとエキサイティングなことに、一般相対性理論の予測を妨げる「新しい」またはエキゾチックな物理学を明らかにする可能性があります」うわー！「一般相対性理論への干渉」は、それが間違っている可能性があることを示唆する丁寧な方法です。そのため、QMは、他の方法ではなく、Gen.Relativityの助けになるかもしれません。

— フランシスコ・ミュラー
ソース