IX Krakowska Konferencja Metodologiczna: Struktura i emergencja

Michał Tempczyk
Instytut Filozofii, Uniwersytet Mikołaja Kopernika, Toruń

Czasoprzestrzeń jako struktura emergentna

STRESZCZENIE

Jednym z najtrudniejszych zadań obecnej fizyki jest włączenie grawitacji do kwantowego opisu świata. Uczeni próbują na różne sposoby rozwiązać to zagadnienie. Najważniejszym nurtem tych badań są prace nad sformułowaniem kwantowej teorii grawitacji, w których punktem wyjścia jest formalizm kwantowej teorii pola. Celem referatu jest prezentacja wyników uzyskanych przy znacznie słabszych założeniach. Zakłada się mianowicie, że na odległości Plancka przestrzeń podlega kwantowym fluktuacjom, które powodują rozmycie jej geometrycznej struktury. Matematyczne konsekwencje tego założenia są następujące:

1. Proces fluktuacji jest procesem dyfuzji, scharakteryzowanym przez wektor przesunięcia i tensor dyfuzji.
2. Największą grupa przekształceń, działająca w klasie tych procesów jest konforemna grupa K(3) przestrzeni 3-wymiarowej.
3. Grupa ta jest równa grupie de Sittera SO(4,1).
4. Z dyfuzji otrzymuje się w ten sposób model rozszerzającego się wszechświata.

Te formalne wyniki należy zinterpretować i uzasadnić fizycznie. Druga część referatu zawiera heurystyczne rozważania, pokazujące, jak z procesu fluktuacji przestrzeni można otrzymać stałą maksymalną prędkość rozchodzenia się sygnałów i poczerwienienie fotonów dochodzących do nas z odległych galaktyk. Uzasadnienie tych faktów ma charakter wysoce intuicyjny.