ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างแรงโน้มถ่วงควอนตัมลูปและทฤษฎีสตริงคือแรงโน้มถ่วงควอนตัมลูปไม่ได้พยายามรวมปฏิสัมพันธ์พื้นฐานเข้าด้วยกัน ในขณะที่ทฤษฎีสตริงเป็นความพยายามทางทฤษฎีที่จะรวมการโต้ตอบพื้นฐานทั้งสี่เข้าด้วยกัน
แรงโน้มถ่วงควอนตัมเป็นทฤษฎีที่มาภายใต้แรงโน้มถ่วงควอนตัม และมีจุดมุ่งหมายเพื่อรวมกลศาสตร์ควอนตัมและทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปเข้าด้วยกัน ทฤษฎีสตริงเป็นกรอบทฤษฎีที่อนุภาคเหมือนจุด (ของฟิสิกส์อนุภาค) ถูกแทนที่ด้วยสตริงชื่อวัตถุ D ปฏิสัมพันธ์พื้นฐานสี่ประการที่กล่าวถึงข้างต้นในส่วนความแตกต่างที่สำคัญ ได้แก่ ปฏิกิริยาโน้มถ่วง ปฏิสัมพันธ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้า ปฏิสัมพันธ์ที่รุนแรง และปฏิกิริยาที่อ่อนแอ
แรงโน้มถ่วงควอนตัมคืออะไร
แรงโน้มถ่วงควอนตัมเป็นทฤษฎีที่มาภายใต้แรงโน้มถ่วงควอนตัม และมีจุดมุ่งหมายเพื่อรวมกลศาสตร์ควอนตัมและทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปเข้าด้วยกัน สิ่งนี้ทำได้โดยการรวมโมเดลมาตรฐานเข้ากับเฟรมเวิร์กของเคสแรงโน้มถ่วงควอนตัมบริสุทธิ์ เราสามารถย่อทฤษฎีนี้ว่า LQG และมันเป็นผู้สมัครสำหรับแรงโน้มถ่วงควอนตัมที่แข่งขันกับทฤษฎีสตริง
เราเข้าใจทฤษฎีนี้เป็นความพยายามที่จะพัฒนาทฤษฎีแรงโน้มถ่วงควอนตัม เราสามารถพัฒนาสิ่งนี้ได้โดยขึ้นอยู่กับสูตรทางเรขาคณิตของไอน์สไตน์ ซึ่งเราไม่ถือว่าแรงโน้มถ่วงเป็นแรง ที่นั่น เราต้องสันนิษฐานว่าทฤษฎีความโน้มถ่วงควอนตัมแบบวนซ้ำได้หาปริมาณพื้นที่และเวลาโดยเทียบเคียงกับการหาปริมาณพลังงานและโมเมนตัมในกลศาสตร์ควอนตัม ดังนั้น ทฤษฎีนี้จึงให้ข้อบ่งชี้ของกาลอวกาศที่อวกาศและเวลาปรากฏเป็นเม็ดละเอียดและไม่ต่อเนื่องกันโดยตรงเนื่องจากการหาปริมาณ ซึ่งคล้ายกับโฟตอนในทฤษฎีควอนตัมเกี่ยวกับแม่เหล็กไฟฟ้าและระดับพลังงานที่ไม่ต่อเนื่องของอะตอม
รูปที่ 01: เครื่องตรวจจับอนุภาค CMS
ยิ่งกว่านั้น ทฤษฎีนี้ตั้งสมมติฐานว่าโครงสร้างของอวกาศประกอบด้วยลูปจำกัดที่ถักทอเป็นเครือข่ายชั้นดีที่คล้ายกับผ้า เราเรียกเครือข่ายเหล่านี้ว่า เครือข่ายสปิน อย่างไรก็ตาม อวกาศเองก็ชอบโครงสร้างอะตอม มีวิธีการวิจัยสองแนวทางสำหรับทฤษฎีนี้ ซึ่งรวมถึงความโน้มถ่วงควอนตัมลูปตามรูปแบบบัญญัติแบบดั้งเดิมและแรงโน้มถ่วงควอนตัมลูปโควาเรียนต์แบบใหม่
ทฤษฎีสตริงคืออะไร
ทฤษฎีสตริงเป็นกรอบทฤษฎีที่อนุภาคเหมือนจุดของฟิสิกส์อนุภาคถูกแทนที่ด้วยสตริงชื่อวัตถุ D ทฤษฎีนี้สามารถอธิบายการขยายพันธุ์ของสตริงผ่านช่องว่างและการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างกัน เมื่อพูดถึงเครื่องชั่งที่ใหญ่กว่า สตริงมักจะปรากฏเป็นอนุภาคธรรมดาที่มีมวล ประจุ ฯลฯและเราสามารถกำหนดสิ่งเหล่านี้ได้จากสถานะการสั่นสะเทือนของสตริงนั้น
เราสามารถสังเกตได้ว่าทฤษฎีสตริงพิจารณาสถานะการสั่นของสตริงอนุภาคตั้งแต่หนึ่งสถานะขึ้นไปเป็นสมบัติที่สอดคล้องกับแรงโน้มถ่วง ซึ่งเป็นอนุภาคเชิงกลควอนตัมที่มีแรงโน้มถ่วง ดังนั้น เราสามารถพูดได้ว่าทฤษฎีสตริงเป็นทฤษฎีแรงโน้มถ่วงควอนตัม
ยิ่งกว่านั้น ทฤษฎีสตริงมีส่วนทำให้เกิดความก้าวหน้าของฟิสิกส์คณิตศาสตร์ที่นำไปใช้ในปัญหาต่างๆ เกี่ยวกับฟิสิกส์ของหลุมดำ เช่นเดียวกับจักรวาลวิทยายุคแรกๆ ฟิสิกส์นิวเคลียร์ ฯลฯ
เมื่อพิจารณาถึงประวัติศาสตร์ของทฤษฎีนี้ ทฤษฎีนี้เริ่มปรากฏครั้งแรกในปี 1960 เป็นทฤษฎีของแรงนิวเคลียร์ที่แข็งแกร่ง อย่างไรก็ตาม มันถูกละทิ้งเพื่อสนับสนุนควอนตัมโครโมไดนามิกส์ต่อมา นักวิทยาศาสตร์เข้าใจว่าคุณสมบัติหลักของทฤษฎีสตริงทำให้ไม่เหมาะกับฟิสิกส์นิวเคลียร์และถูกกำหนดให้เป็นทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของควอนตัม เราสามารถระบุแบบจำลองแรกสุดของทฤษฎีสตริงว่าเป็นทฤษฎีสตริงโบโซนิกได้ ทฤษฎีนี้รวมเฉพาะอนุภาคโบซอนซึ่งต่อมาพัฒนาเป็นทฤษฎีซูเปอร์สตริงซึ่งระบุความสัมพันธ์หรือ "สมมาตรยิ่งยวด" ของโบซอนและเฟอร์มิออน
ความแตกต่างระหว่างแรงโน้มถ่วงควอนตัมและทฤษฎีสตริงคืออะไร
แรงโน้มถ่วงควอนตัมเป็นทฤษฎีที่มาภายใต้แรงโน้มถ่วงควอนตัม และมีจุดมุ่งหมายเพื่อรวมกลศาสตร์ควอนตัมและทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปเข้าด้วยกัน ทฤษฎีสตริงเป็นกรอบทฤษฎีที่อนุภาคเหมือนจุด (ของฟิสิกส์อนุภาค) ถูกแทนที่ด้วยสตริงชื่อวัตถุ D ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างความโน้มถ่วงควอนตัมแบบวนซ้ำและทฤษฎีสตริงคือแรงโน้มถ่วงควอนตัมแบบวนซ้ำไม่ได้พยายามรวมปฏิสัมพันธ์พื้นฐานเข้าด้วยกัน ในขณะที่ทฤษฎีสตริงเป็นความพยายามทางทฤษฎีในการรวมปฏิสัมพันธ์พื้นฐานทั้งสี่เข้าด้วยกัน
อินโฟกราฟิกด้านล่างสรุปความแตกต่างระหว่างแรงโน้มถ่วงควอนตัมลูปและทฤษฎีสตริงในรูปแบบตาราง
สรุป – แรงโน้มถ่วงควอนตัมกับทฤษฎีสตริง
ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างแรงโน้มถ่วงควอนตัมลูปและทฤษฎีสตริงคือแรงโน้มถ่วงควอนตัมลูปไม่ได้พยายามรวมปฏิสัมพันธ์พื้นฐานเข้าด้วยกัน ในขณะที่ทฤษฎีสตริงเป็นความพยายามทางทฤษฎีในการรวมปฏิสัมพันธ์พื้นฐานทั้งสี่เข้าด้วยกัน ปฏิสัมพันธ์พื้นฐานสี่ประการที่กล่าวถึงข้างต้นในส่วนความแตกต่างที่สำคัญ ได้แก่ ปฏิกิริยาแรงโน้มถ่วงและแม่เหล็กไฟฟ้า ปฏิสัมพันธ์ที่รุนแรงและอ่อนแอ