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양자 중력의 시간 문제


양자 역학과 일반 상대성 이론을 Quantum Gravity에 대한 모든 포괄적 이론으로 통합하기 위해 노력하는 이론적 물리학 자들은“시간의 문제”라고 불리는 것입니다.

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양자 역학에서 시간은 보편적이고 절대적입니다. 그것의 꾸준한 진드기는 입자들 사이의 진화하는 얽힘을 지시합니다. 그러나 일반적으로 상대성 이론 (Albert Einstein의 중력 이론)에서 시간은 상대적이고 역동적이며, 방향 x 과 불가분하게 짜여진 차원입니다. , y z 4 차원 "시공간"직물로. 직물은 물질의 무게로 뒤틀어 근처의 물건이 그쪽으로 떨어지고 (중력 임), 멀리 떨어진 시계에 비해 시간의 흐름을 늦추게합니다. 또는 로켓을 타고 중력보다는 연료를 사용하여 공간을 가속화하고 시간이 늘어납니다. 당신은 집에 머물렀던 사람보다 덜 나이가 들었습니다.

양자 역학과 일반적인 상대성 이론을 통일하려면 절대적이고 상대적인 시간 개념을 조정해야합니다. 최근 양자 중력에 대한 유망한 연구 파열은 화해가 어떻게 보이는지에 대한 개요와 시간의 진정한 본질에 대한 통찰력을 제공했습니다.

이번 주 기사에서 암흑 물질을 설명하려는 새로운 이론적 시도에 관한 기사에서 설명했듯이, 많은 주요 물리학 자들은 이제 시공간과 중력이“출현”현상으로 간주합니다. 브리티시 컬럼비아 대학교 (University of British Columbia)의 이론적 물리학자인 마크 반 라 암스 돈 크 (Mark van Raamsdonk)는“우리는 이제 시공간 시간이 이러한 기본 양자 시스템의 얽힘 구조를 기하학적으로 표현한다는 것을 이해하고있다.

연구원들은“anti-de sitter”(ADS) 공간으로 알려진 Fisheye Space-Time Geometry를 가진 장난감 우주에서 홀로그램이 어떻게 발생하는지 보여주는 수학을 작성했습니다. 이 뒤틀린 세계에서는 센터에서 나가면 공간 증분이 짧아지고 짧아집니다. 결국, 중앙에서 연장되는 공간 치수는 아무것도 줄어들어 경계에 부딪칩니다. 내부 시공간보다 공간 치수가 적은이 경계의 존재 또는 "벌크"는 홀로그램을 투사하는 얽힌 큐빗을 모델링 할 수있는 엄격한 단계를 제공함으로써 AIDS 계산을 계산합니다. 하버드와 브랜데스 대학의 브라이언 스윙 글 (Brian Swingle)은“대량 내부에서는 시간이 극적인 방식으로 공간으로 구부리고 구부러지기 시작합니다. "우리는 경계의 '슬러지'측면에서이를 설명하는 방법을 이해하고 있습니다.

큐 비트의 상태는 마치 컴퓨터 코드에서 단계를 실행하는 것처럼 보편적 인 시간에 따라 발전하여 광고 공간의 대부분에서 뒤틀린 상대 론적 시간을 일으킨다. 유일한 것은 그것이 우리 우주에서 작동하는 방식이 아닙니다.

여기서 시공간 직물에는 거리를 살펴볼 때 스트레칭을하는 "데트 스터"형상이 있습니다. 직물은 우주가 광고 공간의 하나와 매우 다른 종류의 경계를 때릴 때까지 뻗어 있습니다 :시간의 끝. 그 시점에서,“열 죽음”으로 알려진 경우, 시공간은 너무 많이 뻗어있어서 모든 것이 다른 모든 것과 인과 적으로 분리 될 것이므로 신호가 다시는 그들 사이를 여행 할 수 없습니다. 친숙한 시간 개념은 무너집니다. 그때부터 아무 일도 일어나지 않습니다.

시공간 거품의 시대를 초월한 경계에서, 큐 비트를 연결하는 얽힘은 (그리고 우주의 동적 인 내부를 인코딩하는) 아마도 그 양자 상관 관계는 신호를 앞뒤로 전송하도록 요구하지 않기 때문에 아마도 그대로 유지 될 것입니다. 그러나 큐 비트의 상태는 정적이고 시대를 초월해야합니다. 이 추론 라인은 어쨌든 광고 공간의 경계의 큐 비트가 하나의 여분의 공간 차원을 가진 내부를 일으키는 것처럼, 드 시터 공간의 시대를 초월한 경계의 큐 비트, 특히 역동적 인 시간에 따라 우주를 일으켜야한다는 것을 시사합니다. 연구원들은 아직 이러한 계산을 수행하는 방법을 찾지 못했습니다. Swingle은“De Sitter Space에서는 시간의 출현을 이해하는 방법에 대한 좋은 아이디어가 없습니다.”

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하나의 단서는 1980 년대 Don Page와 William Wootters가 도착한 이론적 통찰력에서 나온 것입니다. 현재 앨버타 대학교 (University of Alberta)와 윌리엄스 (Williams)의 우스터 (Wootters)는 전 세계적으로 정적 인 얽힌 시스템에 관찰자의 관점에서 진화하는 것처럼 보이는 하위 시스템이 포함될 수 있음을 발견했습니다. "역사 상태"라고 불리는이 시스템은 시계라고 할 수있는 서브 시스템으로 구성됩니다. 서브 시스템의 상태는 시계가 시간 핸드 포인트가 1, 2, 3 등으로 가리키는 상태인지에 따라 다릅니다. Swingle은“그러나 시스템 플러스 클록의 전체 상태는 시간이 바뀌지 않습니다. “시간이 없습니다. 그것은 단지 국가 일뿐입니다 - 그것은 결코 변하지 않습니다.” 다시 말해, 시간은 전 세계적으로 존재하지 않지만 서브 시스템에 대한 효과적인 시간 개념이 나타납니다.

이탈리아 연구원 팀은 2013 년 에이 현상을 실험적으로 시연했다.이 그룹은 그들의 작품을 요약하면서 다음과 같이 썼다.“우리는 두 광자 중 하나를 다른 광자의 시간 진화를 측정하기 위해 두 광자 중 하나를 시계로 사용하는 관찰자에 의해 어떻게 정적이고 얽힌 상태가 어떻게 진화 할 수 있는지 보여줍니다. 그러나 외부 관찰자는 글로벌 얽힌 상태가 진화하지 않는다는 것을 보여줄 수 있습니다.”

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다른 이론적 연구는 비슷한 결론을 이끌어 냈다. 입자 상호 작용의 결과를 설명하는 Amplituhedron과 같은 기하학적 패턴은 또한 현실이 시대를 초월하고 순수하게 수학적으로 나온다는 것을 시사합니다. 그러나 Amplituhedron과 Holography가 서로 어떻게 관련되어 있는지는 여전히 불분명합니다.

결론은 Swingle의 말에 따르면,“어떻게 든 얽힘을 사용하여 영원한 자유도에서 시간을 보낼 수 있습니다.”

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시간은 말할 것입니다.



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