İçeriğe atla

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

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

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

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

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

Kaynakça

  1. ^ Barbour, Julian (2012). "Gravity as Machian Shape Dynamics" (PDF). fqxi talk. 22 Kasım 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 10 Şubat 2017. 
  2. ^ Koslowski, Tim. "Tim Koslowski's homepage". 8 Ekim 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 18 Kasım 2012. 
  3. ^ Koslowski, Tim (2013). "Shape Dynamics and Effective Field Theory". arXiv:1305.1487 $2. 
  4. ^ 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. 
  5. ^ 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). Erişim tarihi: 10 Şubat 2017. 
  6. ^ 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 $2. doi:10.1088/0264-9381/22/9/020. 
  7. ^ 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. 
  8. ^ Perimeter Institute (2011). "What if size really doesn't matter?". annual report 2011. 9 Temmuz 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 10 Şubat 2017. 
  9. ^ Gomes, Henrique; Koslowski, Tim (2012). "The Link between General Relativity and Shape Dynamics". Classical and Quantum Gravity. 29 (7). s. 075009. arXiv:1101.5974 $2. Bibcode:2012CQGra..29g5009G. doi:10.1088/0264-9381/29/7/075009. 
  10. ^ Gomes, Henrique; Koslowski, Tim (2012). "Frequently asked questions about Shape Dynamicss". arXiv:1211.5878 $2. 
  11. ^ Gomes, Henrique (2014). "A Birkhoff Theorem for Shape Dynamics". Classical and Quantum Gravity. 31 (8). s. 085008. arXiv:1305.0310 $2. doi:10.1088/0264-9381/31/8/085008. 
  12. ^ Gomes, Henrique; Herczeg, Gabriel (2014). "A Rotating Black Hole Solution for Shape Dynamics". Classical and Quantum Gravity. 31 (17). s. 175014. arXiv:1310.6095 $2. doi:10.1088/0264-9381/31/17/175014. 
  13. ^ Herczeg, Gabriel (2015). "Parity Horizons, Black Holes and Chronology Protection in Shape Dynamics". arXiv:1508.06704 $2. 
  14. ^ Koslowski, Tim (2012). "Observable Equivalence between General Relativity and Shape Dynamics". arXiv:1203.6688 $2. 
  15. ^ Barbour, Julian; Koslowski, Tim; Mercati, Flavio (2013). "The solution to the problem of time in Shape Dynamics". arXiv:1302.6264 $2. 

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Kuvvet</span> kütleli bir cisme hareket kazandıran etki

Fizik disiplininde, kuvvet bir cismin hızını değiştirmeye zorlayabilen, yani ivmelenmeye sebebiyet verebilen - hızında veya yönünde bir değişiklik oluşturabilen - bir etki olarak tanımlanır, bu etki diğer kuvvetlerle dengelenmediği müddetçe geçerlidir. Itme ya da çekme gibi günlük kullanımda yer alan eylemler, kuvvet konsepti ile matematiksel bir netliğe ulaşır. Kuvvetin hem büyüklüğü hem de yönü önemli olduğundan, kuvvet bir vektör olarak ifade edilir. Kuvvet için SI birimi, newton (N)'dur ve genellikle F simgesi ile gösterilir.

Temel etkileşimler veya Temel kuvvetler, fiziksel sistemlerde daha temel etkileşimlere indirgenemeyen etkileşimlerdir. Bilinen dört temel etkileşim vardır. Bunlar uzun mesafelerde etkileri olabilen kütleçekimsel, elektromanyetik etkileşimler ve atomaltı mesafelerde etkili olan güçlü nükleer ve zayıf nükleer etkileşimlerdir. Her biri bir alan dinamiği olarak anlaşılmalıdır. Bu dört etkileşim de matematiksel açıdan bir alan olarak modellenebilir. Kütleçekim, Einstein'ın genel görelilik kuramı tarafından tanımlanan uzay-zamanın eğriliğe atfedilirken diğer üçü ayrı kuantum alanlar olarak nitelendirilir ve etkileşimlerine Parçacık fiziğinin Standart Modeli tarafından tanımlanan temel parçacıklar aracılık eder.

<span class="mw-page-title-main">Genel görelilik</span> kütle-zaman ilişkisini tanımlayan teori

Genel görelilik teorisi, 1915'te Albert Einstein tarafından yayımlanan, kütleçekimin geometrik teorisidir ve modern fizikte kütle çekiminin güncel açıklamasıdır. Genel görelilik, özel göreliliği ve Newton'un evrensel çekim yasasını genelleştirerek, yerçekimin uzay ve zamanın veya dört boyutlu uzayzamanın geometrik bir özelliği olarak birleşik bir tanımını sağlar. Özellikle uzayzaman eğriliğine maruz kalmış maddenin ve radyasyonun, enerjisi ve momentumuyla doğrudan ilişkilidir. Bu ilişki, kısmi bir diferansiyel denklemler sistemi olan Einstein alan denklemleriyle belirlenir.

<span class="mw-page-title-main">Roger Penrose</span> İngiliz matematiksel fizikçi, eğlence amaçlı matematikçi ve filozof

Sir Roger Penrose OM FRS, İngiliz matematiksel fizikçi, matematikçi ve bilim felsefecisidir. Oxford Üniversitesi Matematik Enstitüsü'nde Matematik Fahri Profesörüdür ve aynı zamanda Wadham Koleji'nde Fahri Akademi Üyesidir.

<span class="mw-page-title-main">Hendrik Lorentz</span> Hollandalı fizikçi (1853–1928)

Hendrik Antoon Lorentz, Hollandalı fizikçidir. Zeeman etkisini aydınlattığı için 1902 Nobel Fizik Ödülü'nü Pieter Zeeman ile paylaştı.

<span class="mw-page-title-main">Haumea</span> Neptünün yörüngesinin ötesinde bulunan bir cüce gezegen

Haumea Neptün'ün yörüngesinin ötesinde bulunan bir cüce gezegendir. 2004 yılında Caltech'ten Michael E. Brown liderliğindeki bir ekip tarafından Palomar Gözlemevi'nde keşfedildi ve resmi olarak 2005 yılında İspanya'daki Sierra Nevada Gözlemevi'nden José Luis Ortiz Moreno liderliğindeki bir ekip tarafından duyuruldu. Moreno'nun ekibi, 2003 yılında aynı ekip tarafından çekilen ön keşif görüntülerinde gök cismini keşfetmişti. Bu duyurudan sonra 2003 EL61 geçici adını almıştır. 17 Eylül 2008'de, Uluslararası Astronomi Birliği (IAU) tarafından cüce gezegen olarak kabul edildi ve Hawaii doğum tanrıçasının adı olan Haumea olarak adlandırıldı. Plüton'un sadece üçte biri kütlesindedir.

Kuantum kütleçekim kuramsal fiziğin bir dalı olup doğanın temel kuvvetlerinden üçünü tanımlayan kuantum mekaniği ile dördüncü temel kuvveti kütleçekimin kuramı olan genel göreliliğini birleştireceği düşünülen bir kuramdır.

<span class="mw-page-title-main">Messier 105</span> galaksi

Messier 105 Aslan takımyıldızında yaklaşık olarak 56,09 MIy (17,2 Mpc) uzaklıkta bulunan bir eliptik gökadadır. Pierre Méchain tarafından yakınlardaki Messier 95 ve Messier 96 gökadalarını keşfetmesinden sadece birkaç gün sonra 24 Mart 1781 tarihinde keşfedildi. Başak kümesi'nde yer almayan Messier Kataloğu'ndaki en büyük eliptik gökadadır. Bu gökada, Messier tarafından doğrulanmadığı için kendi dönemindeki kataloğunun baskılarında yer almamıştır. Helen Sawyer Hogg'un bu gökadanın konumunu ve tanımını içeren Méchain'e ait bir mektup bulmasıyla, ilk yayınlanan adı olan NGC 3379 ile uyumlu olduğu anlaşıldığında kataloğa eklenmiştir.

<span class="mw-page-title-main">Enflasyon (kozmoloji)</span> Kozmolojide erken evrendeki uzayın üstsel genişlemesi üzerine teori

Evrensel şişme, kozmik enflasyon veya kozmolojik enflasyon, evren biliminde erken evrendeki uzayın üstsel genişlemesiyle ilgili bir teoridir. Enflasyona maruz kalınan çağ büyük patlamadan 10−36 saniye sonra 10−33 ile 10−32 saniyeleri arasında sürdü. Sonraki dönemde, evren genişlemeye devam etti ancak genişleme oranı düştü.

Dolanıklık, kuantum mekaniğine özgü bir olgudur. Kuantum fiziğine göre iki benzer parçacık birbiriyle eşzamanlılığa sahiptir. Bu parçacıklar ayrı yerlerde birbirinden eşzamanlı olarak etkilenirler. İki elektron parçası ışık yılına yakın uzaklıkta olsa dahi birbirlerini etkileyebilirler. Bu sayede birbirinden ışık yılına yakın bir uzaklıkta olan bir elektron kendi çevresi etrafında sağa dönerken diğer bir elektron parçası sola dönecektir.

<span class="mw-page-title-main">Boris Çirikov</span>

Boris Valerianoviç Çirikov, Sovyet ve Rus fizikçi. Hamiltonian Kaosu teorisinin kurucusu ve kuantum kaos teorisinin öncü destekçilerindendir. 1959'da, rezonansların çakışması için tahmin veren ve Hamiltonian dinamik sistemlerinde integrallenebilirlikten küresel kaosa geçişteki durumları destekleyen Çirikov Kriterini buldu.

<span class="mw-page-title-main">Ateşten set paradoksu</span>

Ateşten set paradoksu, kara deliklerin kuantum yapısını anlama yolunda gün yüzüne çıkmıştır. Ahmed Almheiri, Donald Marolf, Joseph Polchinski ve James Sully'nin 13 Temmuz, 2012 tarihinde'de yayınladıkları bir makale ile paradoks fizik camiasına sunulmuştur. Paradoksun özü Einstein'ın genel görelilik kuramının temelini oluşturan eşdeğerlilik ilkesi ile kara deliklerin kuantum kuramıyla uyumlu şekilde buharlaşmaları hakkında kabul edilen savların çeliştiğini göstermesidir.

<span class="mw-page-title-main">Yıldız kaynaklı kara delik</span>

Yıldız kaynaklı kara delik, bir yıldızın kütleçekimsel çöküşüyle oluşan bir kara deliktir. Kütleleri yaklaşık 5 ila birkaç on güneş kütlesi arasında değişir. Bunlar süpernova patlamalarının kalıntılarıdır ve bir tür gama ışını patlaması olarak gözlemlenebilirler. Bu kara deliklere ayrıca çökmüş yıldız (collapsar) olarak da atıfta bulunulur.

Einstein'ın genel görelelik teorisine göre Schwarzschild metriği Einstein'ın alan denklemlerinin çözümüyle ortaya çıkmıştır. Küresel bir kütlenin dışındaki elektik yükü, angular momentumu ve evrensel kozmolojik sabiti sıfır varsayılan yerçekimsel alanı tarif eder. Bu çözüm yıldızlar veya gezegenler gibi düşük hızlarda dönen cisimler için oldukça yararlıdır. Dünya ve Güneş de bu cisimlere örnek olarak verilebilir. Bu çözüm ismini çözümünü 1916 yılında yayınlayan Karl Schwarzschild'den almıştır.

Fizikte efektif alan teorisi; istatistiksel mekanik model teorisi ya da kuantum alan kuramı gibi, altta yatan fiziksel kurama bir yaklaşma/yaklaştırma modeli. Efektif alan teorisinde, seçilen bir enerji ya da uzunluk ölçeğinde meydana gelen fiziksel olayları açıklamak için; kısa mesafelerde serbestlik derecelerini ve altyapıyı göz ardı ederek, serbestlik derecelerinin uygunluğunu içermektedir.

<span class="mw-page-title-main">Proton bozunması</span> varsayımsal parçacık bozunması

Parçacık fiziğinde proton bozunması, protonun nötr bir pion ve bir pozitron gibi daha hafif atom altı parçacıklara bozunduğu varsayımsal bir parçacık bozunma biçimidir. Proton bozunumu hipotezi ilk olarak 1967'de Andrey Saharov tarafından formüle edildi. Önemli deneysel çabalara rağmen, proton bozunması hiçbir zaman gözlemlenmedi. Bir pozitron aracılığıyla bozunursa, protonun yarı ömrü en az 1,67 x 1034 yıl olarak sınırlandırılır.

<span class="mw-page-title-main">Negatif kütle</span>

Negatif kütle, teorik fizikte normal kütlenin zıt işaretlisi olan varsayımsal madde kavramıdır, örneğin -2 kg. Bu durum bir ya da daha fazla enerji koşulunu ihlal eder ve negatif kütle için çekimin kuvvet olması gerektiği ve pozitif yönlü ivmeye sahip olması gerektiği anlaşmazlığından kaynaklanan bazı garip özellikler gösterir. Negatif kütle, solucan deliği inşa etme gibi bazı kuramsal teorilerde kullanılır. Egzotik maddeye benzeyen en yakın bilinen örnek Casimir etkisi tarafından üretilen sözde negatif basınç yoğunluğunun alanıdır. Genel izafiyet teorisinin kütleçekimini ve pozitif, negatif enerji yüklerinin hareket yasasını iyi tanımlamasına rağmen negatif kütle dolayısıyla başka temel kuvvetleri içermez. Diğer yandan, standart model, temel parçacıkları ve diğer temel kuvvetleri iyi tanımlamasına ve kütleçekimi kütle merkezini ve eylemsizliği derinlemesine içermesine rağmen kütleçekimini içermez. Negatif kütlenin kavramının daha iyi anlaşılabilmesi için kütleçekimini açık bir şekilde ifade eden modelle birlikte diğer temel kuvvetler de gerekebilir.

<span class="mw-page-title-main">Kütleçekimsel tekillik</span> koordinat sistemine bağlı olmayan gökcisminin yerçekimi alanının sonsuz olarak ölçüldüğü konum

Kütleçekimsel tekillik ya da uzay-zaman tekilliği koordinat sistemine bağlı olmayan gökcisminin yerçekimi alanının sonsuz olarak ölçüldüğü konum olarak tanımlanır. Bu nicelikler, maddenin yoğunluğunun da dahil olduğu uzay-zaman eğriliklerinin skaler değişmeyen nicelikleridir. Uzay zamanın normal kuralları tekillik içinde var olamaz.

Pioneer anomalisi veya Pioneer etkisi, Güneş Sistemi'nin dışında kendi yörüngelerinin üzerinde Pioneer 10 ve Pioneer 11 uzay araçlarının, 20 astronomik birim yol kat ettikten sonra tahmin edilen ivmesinden sapmasıyla gözlemlenmiştir. Belirgin anomali, yıllardır muazzam bir ilgi odağı oldu, ancak sonradan uzay aracının ısı kaybına neden anizotropik radyasyon basıncı ile izah edilmiştir.

Warp motoru, yıldızlararası uzaklıklara ışık hızının pozitif katlarında yolculuğa olanak veren varsayımsal teknoloji. Bilimkurgu yapımlarında ağırlıklı olarak işlenmektedir. Gerçek yaşamdaki warp motoruna en yakın tasarı, 1994'te kuramsal fizikçi Miguel Alcubierre tarafından genel görelilikten çıkarsanarak geliştirilen Alcubierre motorudur.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.