Что-то происходит!
.
Пишу внеочередной пост по физической тематике. Возможно, в физике намечается некая революция, покруче Эйнштейновской ОТО. Речь идет о работе нидерландского физика, как сейчас модно говорить, «струнного теоретика». Эрика Верлинде (Eric Verlinde).
Прежде всего, хочу обрадовать всех присутствующих: мы все, дорогие товарищи, самые натуральные голограммы!
Ой, только не подумайте, что я тут спятил с горя, посмотрев сериал «Школа». Речь идет об исключительно глубокой идее
Строго говоря, к идее Верлинде приближались давно, но несколько дней назад, идея была сформулирована крайне просто: гравитация - не есть фундаментальное поле, а лишь «энтропийный эффект».
Это требует некоторых пояснений и, хотя я отствал от жизни в этой области лет на ...дцать, так как гравитацией не занимался со времен участия в семинаре Кириила Петровича Станюковича в конце 60-х, начале 70-х, мне кажется, что я могу более или менее внятно объяснить природу происходящего.
Прежде всего, для не-физиков нужно обозначить две идеи: что такое фундаментальное поле и что такое «энтропийна сила»..
Что касается первого, то фундаментальное поле - это поле связанное с той или иной элементарной частицей. До последнего времени как-то «по индукции» считалось, что гравитационное поле - это такое вот, обычное фундаментальное поле в ряду электромагнитного, электронного, слабого и т.д. Соответственно, десятилетия, со времен Эйнштейна предпринимались попытки построить Единую теорию поля, которая бы одним махом описывала бы Сущее и «частные поля» были бы лишь проявлениями этого единого поля в определенных условиях подобно тому, как электрическое и магнитные поля - проявления в разных условиях одного и того же единого электромагнитного поля.
Что касается «энтропийной силы», то она имеет другую, термидинамическую природу. А именно, из школы известно, что энергия системы может быть изменена как путем производства механичнской работы, так и путем передачи ей определенного количества тепла. Это обстоятельство описывается общеизвестным термодинамическим уравнением: dE=TdS-PdV. То есть, изменение внутренней энергии равно притоку тепловой энергии TdS минус работа, совершенная телом PdV.
Предположим теперь, что тело большое, так что при изменении его объема площадь поверхности A практически не меняется и с изменение объема связано с перемещением границы стенки dX, а внутренняя энергия системы при процессе остается неизменной. Тогда приведенное равенство может быть переписано в виде: 0=TdS-(PA)dX.
Но давление умноженное на площадь - есть сила F. Поэтому можно написать: TdS=FdX. Это значит, что если энтропия меняется в связи с каким-то перемещением, то возникает сила.
Простой пример появления такой силы - это поведение макромолекул. Если взять очень длинную молекулу, то она свернется в клубок, радиус которого пропорционалем корню и числа звеньев.
Если взять молекулу за конец и попытаться «размотать» этот клубок, то возникнет сила, которая будет действовать на вытянутый конец и стремиться вернуть молекулу в «клубочное» состояние. При этом, в отличие от сил, формирующих молекулу, эта сила не имеет ничего общего с межатомарным взаимодействием. Чисто вероятностная вещь: система в результате «проб и ошибок», то есть флюктуаций, связанных с температурой, стремиться перейти из менее вероятного состояния в более вероятное.
Чтобы сделать следующий шаг, нужно вспомнить некоторые элементы квантовой физики, согласно которой есть некая минимальная - Планковская, - длина меньше которой говорить о пространстве времени непонятно как. Есть две тяготеющие массы. Одну из них можно выбрать в качестве центра. Пусть другое из них находится на расстоянии R. Понятно, что число «ячеек» размером с планковскую длину пропорционально пдощади. Значит, для того, чтобы локализовать массу , нжно количество бит, пропорциональное площади сферы радиуса R, которая пропорциональна R^2. Число необходимых бит это энтропия, взятая с отрицательным знаком. Если масса переместиталась в новую позицию, скажем расстояние увеличилось, но число бит увеличилось пропорционально площади, а энтропия, соответственно, пропорционально площади уменьшилась.
То есть, если радиус увеличился и, стало быть, dX>0, то dS -автоматически меньше нуля и F - тоже меньше нуля, то есть направлена ПРОТИВ УВЕЛИЧЕНИЯ РАССТОЯНИЯ. Это и есть притяжение. Достаточно просто убедиться, что изменение энтропии пропорционально массе тела. Это следует из того, что и энтропия, и масса аддитивные функции: то есть и энтропия и масса суммы частей равна сумме энтропий и масс этих частей. И последнее, что нужно, чтобы замкнуть картину - это доказать Закон Ньютона: F=ma. ... И самое забавное, что это нетрудно сделать и даже в какой-то мере было сделано:Бекеншейном в 1973 году. Он показал, исходя из ОТО, что тело, движущееся с ускорением a испытывает температуру T равную в энергетических единицах a умноженному на (Пост. Планка/2*Pi*Скорость света)... После небольших вычислений можно показать, что и закон Ньютона F=ma выполнятся, и Закон тяготения.Причем в обоих случаях работает одна и та же масса!
Все крайне просто и жутко привлекательно, так как исчезает главная проблема - представление о гравитационном поле, как о реальном! - А если оно энтропийное, то и проблемы нет. Оно становится чем-то вроде флогистона - «материальным мифом», заменяемым статистикой, причем не слишком чувствительной к устройству реальныз физических полей!
Но как же насчет того, что новая теория должна быть достаточно безумной, коли все так просто? - Оооо! - Тут безумия предостаточно, дорогие товарищи! - Более аккуратное логическое рассмотрение проблемы показывает, что «все проходит» замечательно, если принять так называемый голографический принцип образования пространства, выдвинутый Нобелевским лауреатом 1999 года Г.Хоофтом в 1993 году, а раньше в менее конкретной форме Бомом.
Вот тут внимание! - Именно тут зарыто « истиное безумие».
Речь идет о том, что наше четырехмерное пространство-время на самом деле совершенно не четырехмерно!
ОНО ТРЕХМЕРНО, а одна из координат - кажущаяся, возникающая так примерно, как возникает третья координата в голографии!
Иными словами, наше пространство представляет собой ... ну скажет так, некую поверхность НА КОТОРОЙ мы, такие все В НЕКОТОРОМ РОДЕ ДВУМЕРНЫЕ, паразитируем.в форме струн... С поправкой на то, что струнная теория дает еще тучу, типа 7или 8 измерений, которые мы не видим ибо они свернуты колечками. и малькие-маленькие. А так - все хорошо..
Детали здесь: http://arxiv.org/abs/1001.0785 (не без мелких, но не принципиальных опечаток в уравнениях)
Поздравляю вас с голографическим существованием!
Пишу внеочередной пост по физической тематике. Возможно, в физике намечается некая революция, покруче Эйнштейновской ОТО. Речь идет о работе нидерландского физика, как сейчас модно говорить, «струнного теоретика». Эрика Верлинде (Eric Verlinde).
Прежде всего, хочу обрадовать всех присутствующих: мы все, дорогие товарищи, самые натуральные голограммы!
Ой, только не подумайте, что я тут спятил с горя, посмотрев сериал «Школа». Речь идет об исключительно глубокой идее
Строго говоря, к идее Верлинде приближались давно, но несколько дней назад, идея была сформулирована крайне просто: гравитация - не есть фундаментальное поле, а лишь «энтропийный эффект».
Это требует некоторых пояснений и, хотя я отствал от жизни в этой области лет на ...дцать, так как гравитацией не занимался со времен участия в семинаре Кириила Петровича Станюковича в конце 60-х, начале 70-х, мне кажется, что я могу более или менее внятно объяснить природу происходящего.
Прежде всего, для не-физиков нужно обозначить две идеи: что такое фундаментальное поле и что такое «энтропийна сила»..
Что касается первого, то фундаментальное поле - это поле связанное с той или иной элементарной частицей. До последнего времени как-то «по индукции» считалось, что гравитационное поле - это такое вот, обычное фундаментальное поле в ряду электромагнитного, электронного, слабого и т.д. Соответственно, десятилетия, со времен Эйнштейна предпринимались попытки построить Единую теорию поля, которая бы одним махом описывала бы Сущее и «частные поля» были бы лишь проявлениями этого единого поля в определенных условиях подобно тому, как электрическое и магнитные поля - проявления в разных условиях одного и того же единого электромагнитного поля.
Что касается «энтропийной силы», то она имеет другую, термидинамическую природу. А именно, из школы известно, что энергия системы может быть изменена как путем производства механичнской работы, так и путем передачи ей определенного количества тепла. Это обстоятельство описывается общеизвестным термодинамическим уравнением: dE=TdS-PdV. То есть, изменение внутренней энергии равно притоку тепловой энергии TdS минус работа, совершенная телом PdV.
Предположим теперь, что тело большое, так что при изменении его объема площадь поверхности A практически не меняется и с изменение объема связано с перемещением границы стенки dX, а внутренняя энергия системы при процессе остается неизменной. Тогда приведенное равенство может быть переписано в виде: 0=TdS-(PA)dX.
Но давление умноженное на площадь - есть сила F. Поэтому можно написать: TdS=FdX. Это значит, что если энтропия меняется в связи с каким-то перемещением, то возникает сила.
Простой пример появления такой силы - это поведение макромолекул. Если взять очень длинную молекулу, то она свернется в клубок, радиус которого пропорционалем корню и числа звеньев.
Если взять молекулу за конец и попытаться «размотать» этот клубок, то возникнет сила, которая будет действовать на вытянутый конец и стремиться вернуть молекулу в «клубочное» состояние. При этом, в отличие от сил, формирующих молекулу, эта сила не имеет ничего общего с межатомарным взаимодействием. Чисто вероятностная вещь: система в результате «проб и ошибок», то есть флюктуаций, связанных с температурой, стремиться перейти из менее вероятного состояния в более вероятное.
Чтобы сделать следующий шаг, нужно вспомнить некоторые элементы квантовой физики, согласно которой есть некая минимальная - Планковская, - длина меньше которой говорить о пространстве времени непонятно как. Есть две тяготеющие массы. Одну из них можно выбрать в качестве центра. Пусть другое из них находится на расстоянии R. Понятно, что число «ячеек» размером с планковскую длину пропорционально пдощади. Значит, для того, чтобы локализовать массу , нжно количество бит, пропорциональное площади сферы радиуса R, которая пропорциональна R^2. Число необходимых бит это энтропия, взятая с отрицательным знаком. Если масса переместиталась в новую позицию, скажем расстояние увеличилось, но число бит увеличилось пропорционально площади, а энтропия, соответственно, пропорционально площади уменьшилась.
То есть, если радиус увеличился и, стало быть, dX>0, то dS -автоматически меньше нуля и F - тоже меньше нуля, то есть направлена ПРОТИВ УВЕЛИЧЕНИЯ РАССТОЯНИЯ. Это и есть притяжение. Достаточно просто убедиться, что изменение энтропии пропорционально массе тела. Это следует из того, что и энтропия, и масса аддитивные функции: то есть и энтропия и масса суммы частей равна сумме энтропий и масс этих частей. И последнее, что нужно, чтобы замкнуть картину - это доказать Закон Ньютона: F=ma. ... И самое забавное, что это нетрудно сделать и даже в какой-то мере было сделано:Бекеншейном в 1973 году. Он показал, исходя из ОТО, что тело, движущееся с ускорением a испытывает температуру T равную в энергетических единицах a умноженному на (Пост. Планка/2*Pi*Скорость света)... После небольших вычислений можно показать, что и закон Ньютона F=ma выполнятся, и Закон тяготения.Причем в обоих случаях работает одна и та же масса!
Все крайне просто и жутко привлекательно, так как исчезает главная проблема - представление о гравитационном поле, как о реальном! - А если оно энтропийное, то и проблемы нет. Оно становится чем-то вроде флогистона - «материальным мифом», заменяемым статистикой, причем не слишком чувствительной к устройству реальныз физических полей!
Но как же насчет того, что новая теория должна быть достаточно безумной, коли все так просто? - Оооо! - Тут безумия предостаточно, дорогие товарищи! - Более аккуратное логическое рассмотрение проблемы показывает, что «все проходит» замечательно, если принять так называемый голографический принцип образования пространства, выдвинутый Нобелевским лауреатом 1999 года Г.Хоофтом в 1993 году, а раньше в менее конкретной форме Бомом.
Вот тут внимание! - Именно тут зарыто « истиное безумие».
Речь идет о том, что наше четырехмерное пространство-время на самом деле совершенно не четырехмерно!
ОНО ТРЕХМЕРНО, а одна из координат - кажущаяся, возникающая так примерно, как возникает третья координата в голографии!
Иными словами, наше пространство представляет собой ... ну скажет так, некую поверхность НА КОТОРОЙ мы, такие все В НЕКОТОРОМ РОДЕ ДВУМЕРНЫЕ, паразитируем.в форме струн... С поправкой на то, что струнная теория дает еще тучу, типа 7или 8 измерений, которые мы не видим ибо они свернуты колечками. и малькие-маленькие. А так - все хорошо..
Детали здесь: http://arxiv.org/abs/1001.0785 (не без мелких, но не принципиальных опечаток в уравнениях)
Поздравляю вас с голографическим существованием!