Şekil dinamiği
Kuramsal fizikte Şekil Dinamiği Mach ilkesinin bir formunu hayata geçiren bir kütleçekim kuramıdır. Şekil dinamiği genel göreliliğin, ADM formalizmi olarak bilinen, kanonik formülasyonuyla dinamik olarak eş değerdedir. Şekil dinamiği uzayzaman diffeomorfizmaları kullanılarak geliştirilmemiştir; bilakis uzaysal ilişkililik ve uzaysal Weyl simetrisi üzerine inşa edilmiştir.[1] Şekil dinamiğinin önemli bir sonucu kuantum kütleçekimindeki zaman sorunu yokluğudur.[2] Uzayzaman algısını evrilen bir konformal geometriyle değiştirmek kuantum kütleçekimine yeni yaklaşımlara kapı aralar. [3]
Arka plan
[değiştir | kaynağı değiştir]Mach ilkesi genel göreliliğin inşasında önemli bir esin kaynağıdır, fakat Einstein'ın fiziksel yorumu hala harici cetvel ve saatlere ihtiyaç duyar ki bu da genel göreliliğin açıktan ilişkisel olmasını önler.[4] Eğer genel göreliliğin tahminleri harici cetvel ve saatlerin seçiminden bağımsız olsaydı Mach ilkesi tam anlamıyla yerine getirilmiş olurdu. Barbour ve Bertotti Jacobi ilkesinin ve "en iyi eşleme" adını verdikleri bir mekanizmanın tam anlamıyla Mach ilkesini sağlayan bir kuramın inşası için temel ilkeler olduğunu öne sürdü.[5] Barbour, Niall Ó Murchadha, Edward Anderson, Brendan Foster ve Bryan Kelleher ile beraber çalışarak ADM formalizmini ortalama sabit dış eğrilik ayarında türettiler.[6] Bu Mach ilkesini hayata geçiremedi çünkü genel göreliliğin ortalama sabit dış eğrilik ayarındaki tahminleri harici cetvel ve saatlerin seçimine dayanıyordu. Mach ilkesi 2010 yılında Henrique Gomes, Sean Gryb ve Tim Koslowski[7] tarafından Barbour ve arkadaşlarının çalışmalarını kütleçekimini uzayın konformal geometrisinin tamamen ilişkisel olarak evrimini verecek şekilde genişletmesiyle tam anlamıyla uygulanmış oldu.[8]
Genel görelilik ile ilgisi
[değiştir | kaynağı değiştir]Şekil dinamiği genel görelilikle aynı dinamiklere sahiptir fakat farklı ayar yörüngeleri vardır.[9] Şekil dinamiği ve genel görelilik arasındaki ilişki ADM formalizmini kullanarak şu şekilde yapılabilir: Şekil dinamiği için öyle bir ayar seçimi yapılabilir ki onun başlangıç değer problemi ve hareket denklemleri genel göreliliğin ADM formalizmindeki sabit ortalama dış eğrilik ayarındakiyle aynı olur. Bu denklik şekil dinamiği ve genel göreliliğin yerel olarak ayırt edilemez olduğunu garantiler. Fakat global ölçekte farkların olması ihtimal dahilindedir.[10][11][12][13]
Şekil Dinamiğinde Zaman Sorunu
[değiştir | kaynağı değiştir]Kütleçekiminin şekil dinamiği formülasyonu uzaysal konformal geometrinin evrimini üreten bir fiziksel Hamiltonyene sahiptir. Bu, kuantum kütleçekimindeki zaman sorununu basitleştirir: ayar sorunu (uzayzamanın dilimlenme seçimi) uzaysal konformal geometriler bulmaya dönüşür.[14] Zaman sorunu kendimizi (herhangi bir harici cetvele ya da saate dayanmayan) "nesnel olarak gözlemlenebilir olanlara" kısıtlayarak çözülebilir[15]
Şekil Dinamiğinde Zamanın Oku
[değiştir | kaynağı değiştir]Julian Barbour, Tim Koslowski ve Flavio Mercati şekil dinamiğinin karmaşıklığın artması ve yerel olarak ulaşılabilir olan dinamik kayıtları vasıtasıyla bir fiziksel zaman oku olduğunu göstermiştir. Bu dinamik bir yasanın özelliği olup herhangi bir özel başlangıç koşulu gerektirmez.
Konuyla ilgili yayınlar
[değiştir | kaynağı değiştir]- Mercati, Flavio (2014). "A Shape Dynamics Tutorial". arXiv:1409.0105
. - Mach prensibi
- Kuantum şekil dinamiği
Kaynakça
[değiştir | kaynağı değiştir]- ^ Barbour, Julian (2012). "Gravity as Machian Shape Dynamics" (PDF). fqxi talk. 22 Kasım 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 10 Şubat 2017.
- ^ Koslowski, Tim. "Tim Koslowski's homepage". 8 Ekim 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 18 Kasım 2012.
- ^ Koslowski, Tim (2013). "Shape Dynamics and Effective Field Theory". arXiv:1305.1487 .
- ^ Merali, Zeeya (2012). "Is Einstein's Greatest Work All Wrong—Because He Didn't Go Far Enough?". Discover magazine. 8 Mayıs 2012 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 10 Nisan 2012.
- ^ Barbour, Julian; Bertotti, Bruno (1982). "Mach's principle and the structure of dynamical theories" (PDF). Proceedings of the Royal Society A. Cilt 382. ss. 295-306. doi:10.1098/rspa.1982.0102. 5 Ağustos 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF)10 Şubat 2017.
- ^ Anderson, Edward; Barbour, Julian; Foster, Brendan; Kelleher, Bryan; Ó Murchadha, Niall (2005). "The physical gravitational degrees of freedom". Classical and Quantum Gravity. Cilt 22. ss. 1795-1802. arXiv:gr-qc/0407104 . doi:10.1088/0264-9381/22/9/020.
- ^ Gomes, Henrique; Gryb, Sean; Koslowski, Tim (2010). "Einstein Gravity as a 3D Conformally Invariant Theory". Classical and Quantum Gravity. Cilt 28. s. 045005. doi:10.1088/0264-9381/28/4/045005.
- ^ Perimeter Institute (2011). "What if size really doesn't matter?". annual report 2011. 9 Temmuz 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 10 Şubat 2017.
- ^ Gomes, Henrique; Koslowski, Tim (2012). "The Link between General Relativity and Shape Dynamics". Classical and Quantum Gravity. 29 (7). s. 075009. arXiv:1101.5974 . Bibcode:2012CQGra..29g5009G. doi:10.1088/0264-9381/29/7/075009.
- ^ Gomes, Henrique; Koslowski, Tim (2012). "Frequently asked questions about Shape Dynamicss". arXiv:1211.5878 .
- ^ Gomes, Henrique (2014). "A Birkhoff Theorem for Shape Dynamics". Classical and Quantum Gravity. 31 (8). s. 085008. arXiv:1305.0310 . doi:10.1088/0264-9381/31/8/085008.
- ^ Gomes, Henrique; Herczeg, Gabriel (2014). "A Rotating Black Hole Solution for Shape Dynamics". Classical and Quantum Gravity. 31 (17). s. 175014. arXiv:1310.6095 . doi:10.1088/0264-9381/31/17/175014.
- ^ Herczeg, Gabriel (2015). "Parity Horizons, Black Holes and Chronology Protection in Shape Dynamics". arXiv:1508.06704 .
- ^ Koslowski, Tim (2012). "Observable Equivalence between General Relativity and Shape Dynamics". arXiv:1203.6688 .
- ^ Barbour, Julian; Koslowski, Tim; Mercati, Flavio (2013). "The solution to the problem of time in Shape Dynamics". arXiv:1302.6264 .