아인슈타인 에테르 이론

물리학에서 아인슈타인 에테르 이론은 일반 상대성 이론의 일반적인 공변 수정으로, 에테르라고 불리는 단위 시간적 벡터장과 미터법을 모두 갖춘 시공간을 기술합니다.그 이론은 선호되는 기준 틀을 가지고 있기 때문에 로렌츠 불변성에 위배된다.

역사

아인슈타인-에테르 이론은 1980년대에 ^[1]Maurizio Gasperini에 의해 특이성 방지와 깨진 로렌츠 대칭과 같은 일련의 논문에서 대중화되었습니다.일반 상대성 이론의 메트릭에 더해, 이 이론들은 직관적으로 시간의 보편적 개념에 대응하는 스칼라장도 포함하고 있었다.그러한 이론은 선호되는 기준 틀을 가질 것이다. 즉, 우주 시간은 실제 시간이다.스칼라장의 역학은 우선 프레임에 정지되어 있는 에테르와 동일하다.이것이 이 이론의 기원이며 아인슈타인의 중력과 에테르를 포함하고 있다.

아인슈타인 에테르 이론은 20세기 초에 테드 제이콥슨과 ^[2]데이비드 매팅리의 '중력과 선호 프레임'이라는 논문으로 다시 부각되었다.그들의 이론은 보편적인 시간을 주는 스칼라장 대신 시간의 방향을 주는 단위 벡터장만을 포함하는 가스페리니의 이론보다 적은 정보를 포함하고 있다.따라서 서로 다른 지점에서 에테르를 따르는 관찰자들은 제이콥슨-매팅리 이론에서 반드시 같은 속도로 노화되지는 않을 것이다.

선호되고 역동적인 시간 벡터의 존재는 이론의 로렌츠 대칭을 깨뜨리고, 더 정확히는 부스트 이하의 불변성을 깨뜨린다.이 대칭성 파괴는 중력자에 대한 힉스 메커니즘으로 이어질 수 있으며, 장거리 물리학을 바꿀 수 있으며, 그렇지 않으면 우주 상수에 의해 설명될 최근의 초신성 데이터에 대한 설명을 제공할 수 있습니다.양자장 이론에서 로렌츠 불변성을 깨는 효과는 적어도 1939년 마르쿠스 피에즈와 볼프강 파울리의 연구로 이어지는 오랜 역사를 가지고 있다.최근에는 니마 아르카니-하메드, 하워드 게오르기, 매튜 슈워츠가 ^[3]쓴 이론 공간에서의 질량 중력 및 중력에 대한 유효장 이론으로 다시 인기를 끌고 있다.아인슈타인-에테르 이론은 로렌츠 불변성이 깨진 이론의 구체적인 예를 제공하므로 그러한 조사를 위한 자연스러운 환경임이 증명되었습니다.2004년, 엘링, 제이콥슨, 매팅리는 2004년 ^[4]현재 아인슈타인 에테르 이론에 대한 리뷰를 썼다.

액션

아인슈타인 에테르 이론의 작용은 일반적으로 아인슈타인의 합으로 이루어진다.시간 벡터가 단위 벡터이며 시간 벡터 u를 포함하지만 최대 2개의 도함수를 갖는 모든 공변 항을 갖는 것을 보장하는 라그랑주 승수에 의한 힐버트 작용.

특히, 작용은 국소 라그랑지안 밀도의 적분으로 기록될 수 있다고 가정한다.

${\displaystyle S=mathfrac {1}{16\pi G_{N}}\int d^{4}xmathcal rt {-g}}{\mathcal {L}}$

여기서_N G는 뉴턴 상수이고 g는 민코프스키 부호가 있는 메트릭입니다.라그랑주 밀도는

$({displaystyle {mathcal {L}}=-R-K_{mn}^{ab}\nabla _{a}u^{m}\nabla _{b}u^{n}-\nabla (g_{ab}u^{a}u^{b}-1).}$

여기서 R은 Ricci 스칼라이고,$$δ(\$displaystyle\nabla)$는 공변 도함수이며, 텐서 K는 다음과 같이 정의된다.

${\displaystyle K_{mn}^{ab}=c_{1}g^{ab}g_{mn}+c_{2}\param _{m}^{a}\param _{n}^{b}+c_{3}\param _{n}^{a}\param _{m}^{b}+c_{4}u^{a}u^{b}g_{mn}.}$

여기서 c는_i 이론의 무차원 조정 가능한 파라미터입니다.

솔루션

별들

이 이론에 대한 몇 가지 구형 대칭 해법이 발견되었다.가장 최근에 크리스토퍼 엘링과 테드 제이콥슨은 별과 비슷한^[5] 해법과 ^[6]블랙홀과 비슷한 해법을 발견했다.

특히, 그들은 별들이 완전히 에테르로부터 구성되는 구체적으로 대칭적인 해법은 없다는 것을 증명했다.추가 물질이 없는 해는 항상 벌거벗은 특이점 또는 웜홀과 비슷하지만 수평선이 없는 두 점근 시공간 영역을 가집니다.그들은 정적 별들이 정적 에테르 용액을 가지고 있어야 한다고 주장했는데, 이것은 에테르 용액이 시간적인 킬링 벡터의 방향을 가리키고 있다는 것을 의미한다.

블랙홀과 잠재적인 문제

그러나 이는 정적 블랙홀과의 조화가 어렵습니다. 왜냐하면 사건의 지평선에서는 이용 가능한 타임라이크 킬링 벡터가 없기 때문에 블랙홀 솔루션에는 정적 에더가 있을 수 없습니다.따라서 별이 블랙홀을 형성하기 위해 붕괴할 때, 어떻게든 에테르는 붕괴로부터 아주 멀리 떨어진 곳에서도 정적인 상태가 되어야 합니다.

또한 응력 텐서는 레이쇼두리 방정식을 분명히 만족시키지 않으므로 운동 방정식에 의존할 필요가 있다.이것은 에테르를 포함하지 않는 이론과는 대조적이며, 이 성질은 운동 방정식과 독립적입니다.

실험적인 제약

자연 로렌츠 위반과 새로운 스핀 의존형 역제곱 법칙의 보편적 역학에서 Nima Arkani-Hamed, Shin-Chia Cheng, Markus Luty 및 Jesse Thaler는 에테르 이론에 내재된 부스트 대칭의 파괴의 실험 결과를 조사했다.그들은 골드스톤 보손이 새로운 종류의 체렌코프 방사선을 발생시킨다는 것을 발견했다.

또한 스핀 소스가 매우 특이한 각도 의존성을 가진 새로운 역제곱 법칙을 통해 상호작용할 것이라고 주장했습니다.그들은 그러한 힘의 발견이 꼭 제이콥슨 등의 것은 아니지만 에테르 이론의 매우 강력한 증거가 될 것이라고 제안한다.

「 」를 참조해 주세요.

• 에테르 이론
• 로렌츠 위반에 대한 최신 검색

레퍼런스

외부 링크

• 아인슈타인 에테르 이론(arxiv.org)