Différence entre la théorie des cordes et la gravité quantique en boucle
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Différence principale - Théorie des cordes vs gravité quantique en boucle
La théorie des cordes et la gravitation en boucle quantique sont deux théories de la gravitation quantique. Mais ce sont deux approches différentes. La théorie des cordes est une tentative théorique d'unifier les quatre interactions fondamentales. La gravitation quantique en boucle ne tente pas d'unifier les interactions fondamentales. C'est juste une théorie de la gravité quantique. La théorie des cordes part des aspects fondamentaux de la théorie quantique. La gravitation quantique en boucle, quant à elle, repose sur la relativité générale et quantifie le champ gravitationnel. La théorie des cordes fonctionne dans des espaces de dimension supérieure. Mais, la gravité quantique de boucle ne nécessite pas de plus grandes dimensions. C'est le différence principale entre la théorie des cordes et la gravitation quantique en boucle. Même si les deux théories tentent de modéliser une théorie de la gravité quantique, elles sont théoriquement très différentes. Cet article tente d'expliquer les aspects fondamentaux des deux théories et la différence entre eux.
Quelle est la théorie des cordes
La théorie des cordes est une tentative théorique d'unifier les quatre interactions fondamentales en une seule théorie unifiée. Plusieurs théories des cordes telles que la théorie des supercordes et la théorie M sont en cours de développement. Les théories des cordes sont développées sur les mêmes hypothèses de base de la théorie quantique. Les théories des cordes partent de la théorie quantique. La théorie quantique est une combinaison de toutes les interactions fondamentales sauf la gravité. Elles reposent donc sur trois interactions fondamentales. Finalement, la théorie des cordes devient une unification des quatre interactions fondamentales. Ainsi, la théorie des cordes est considérée comme une théorie de la gravité quantique.
Cependant, dans la théorie des cordes, les particules de dimension zéro en forme de point supposées en physique fondamentale des particules sont remplacées par des objets en forme de chaîne monodimensionnels. Ces cordes sont capables de vibrer et de s'étirer. Ils sont les blocs de construction quantiques de la matière.
En théorie des cordes, le concept de supersymétrie est essentiel pour inclure les fermions. Selon le concept de supersymétrie, tous les fermions doivent avoir un boson super-partenaire. La supersymétrie est donc un intermédiaire conceptuel qui relie les bosons (porteurs de force) et les fermions (particules de matière). Les théories des cordes qui utilisent le concept de supersymétrie sont appelées théories des superstrings. Normalement, les théories des cordes nécessitent plus de quatre dimensions. Dans la théorie des supercordes, l'espace-temps est considéré comme étant à dix dimensions. Dans la théorie M, l'espace-temps est censé être à 11 dimensions.
Fondamentalement, les théories des cordes sont classées selon le type de chaînes supposé dans la théorie. Il existe deux types de boucles de chaîne: les boucles de chaîne fermées qui peuvent être divisées en boucles de chaîne ouvertes et les boucles de chaîne fermées qui ne peuvent pas être divisées en chaînes ouvertes. On pense que la taille des cordes tourne autour de la longueur de Planck ou de 10-35m. Donc, si les chaînes existent vraiment, il serait très difficile de détecter avec les technologies actuelles.
On pense que la théorie des cordes est un candidat prometteur pour une théorie quantique de la gravité et est une unification des quatre interactions fondamentales de la nature..
Chaîne ouverte et chaîne fermée
Qu'est-ce que Loop Quantum Gravity?
La gravitation quantique en boucle est également une théorie de la gravitation quantique. Contrairement à la théorie des cordes, la gravitation quantique en boucle ne cherche pas à unifier les interactions fondamentales. La gravité quantique en boucle développe simplement une théorie de la gravité à partir de la relativité générale. Il repose principalement sur la relativité générale et quantifie le champ gravitationnel. Contrairement à la théorie des cordes, qui se concentre principalement sur les propriétés quantiques de la matière, la gravitation quantique en boucle se concentre principalement sur les propriétés quantiques de l'espace-temps et de la gravité.
La gravité quantique de boucle espace-temps est considérée comme une structure de boucles. Ainsi, l’espace n’est pas lisse à son échelle originale, il est plutôt granulaire. Cela signifie que l'espace-temps est discret et quantifié. Mathématiquement, l'espace-temps est un réseau de spin dont les états quantiques représentent différents états quantiques de l'espace-temps. La taille fondamentale du tissu espace-temps se situe autour de l'échelle de longueur de Planck (10-35m) quelle est la distance la plus courte possible en physique.
En gravité quantique en boucle, la singularité infinie apparue au Big bang est remplacée par un grand rebond. La théorie facilite donc l’étude de l’univers au-delà du Big Bang. De plus, la théorie prédit l’entropie des trous noirs.
Différence entre la théorie des cordes et la gravité quantique en boucle
Unification des interactions fondamentales:
La théorie des cordes: C'est une unification des quatre interactions fondamentales.
Gravité quantique en boucle: Il ne cherche pas à unifier les interactions fondamentales. C'est une théorie de la mécanique quantique de la gravité et de l'espace-temps.
Supersymétrie:
La théorie des cordes: C'est un aspect très important pour relier fermions et bosons.
Gravité quantique en boucle: Il ne nécessite pas de supersymétrie.
Violation des invariants de Lorentz:
La théorie des cordes: Il ne viole pas les invariants de Lorentz.
Gravité quantique en boucle: Il viole les invariants de Lorentz.
Dimensions:
La théorie des cordes: La théorie des cordes nécessite des dimensions supérieures à 4.
Gravité quantique en boucle: La gravité quantique en boucle ne nécessite pas de plus grandes dimensions.
Approche:
La théorie des cordes: Il aborde la gravité quantique, en assumant les principaux aspects de la théorie quantique.
Gravité quantique en boucle: Il aborde la gravité quantique, en assumant les principaux aspects de la relativité générale.
Courtoisie d'image:
“Cordes ouvertes et fermées” par Xoneca - Propre travail (domaine public) via Commons Wikimedia
«Loop Quantum Theory» de Linfoxman - Foxman (Domaine Public) via Commons Wikimedia
