पृष्ठभूमि स्वतंत्रता
पृष्ठभूमि स्वतंत्रता सैद्धांतिक भौतिकी में एक शर्त है जिसके लिए अंतरिक्ष समय के वास्तविक आकार और स्पेसटाइम के भीतर विभिन्न क्षेत्र (भौतिकी) के मूल्य से स्वतंत्र होने के लिए एक सिद्धांत के परिभाषित समीकरणों की आवश्यकता होती है। विशेष रूप से इसका अर्थ यह है कि किसी विशिष्ट समन्वय प्रणाली को संदर्भित नहीं करना संभव होना चाहिए-सिद्धांत को समन्वय-मुक्त होना चाहिए। इसके अलावा, विभिन्न स्पेसटाइम कॉन्फ़िगरेशन (या पृष्ठभूमि) को अंतर्निहित समीकरणों के विभिन्न समाधानों के रूप में प्राप्त किया जाना चाहिए।
विवरण
पृष्ठभूमि की स्वतंत्रता भौतिकी के सिद्धांत की एक शिथिल परिभाषित संपत्ति है। मोटे तौर पर बोलते हुए, यह स्थान और समय का वर्णन करने के लिए उपयोग की जाने वाली गणितीय संरचनाओं की संख्या को सीमित करता है जिन्हें हाथ से रखा जाता है। इसके बजाय, ये संरचनाएं गतिशील समीकरणों का परिणाम हैं, जैसे आइंस्टीन फील्ड समीकरण, ताकि पहले सिद्धांतों से यह निर्धारित किया जा सके कि उन्हें किस रूप में लेना चाहिए। चूंकि मीट्रिक का रूप गणनाओं के परिणाम को निर्धारित करता है, पृष्ठभूमि स्वतंत्रता वाला सिद्धांत इसके बिना सिद्धांत की तुलना में अधिक अनुमानित है, क्योंकि सिद्धांत को इसकी भविष्यवाणियां करने के लिए कम इनपुट की आवश्यकता होती है। यह मौलिक सिद्धांत में कम मुक्त मापदंडों की इच्छा के अनुरूप है।
इसलिए पृष्ठभूमि की स्वतंत्रता को गणितीय वस्तुओं के विस्तार के रूप में देखा जा सकता है, जिसकी सिद्धांत से भविष्यवाणी की जानी चाहिए, जिसमें न केवल पैरामीटर, बल्कि ज्यामितीय संरचनाएं भी शामिल हैं। इसे सारांशित करते हुए, रिकल्स लिखते हैं: पृष्ठभूमि संरचनाएं गतिशील लोगों के विपरीत होती हैं, और एक पृष्ठभूमि स्वतंत्र सिद्धांत केवल बाद के प्रकार के पास होता है- जाहिर है, पृष्ठभूमि पर निर्भर सिद्धांत वे हैं जो बाद के प्रकार के अलावा पूर्व प्रकार को धारण करते हैं।[1] सामान्य सापेक्षता में, पृष्ठभूमि की स्वतंत्रता की पहचान इस संपत्ति से की जाती है कि स्पेसटाइम का मीट्रिक एक गतिशील समीकरण का समाधान है।[2] शास्त्रीय यांत्रिकी में, यह मामला नहीं है, प्रायोगिक अवलोकनों से मेल खाने के लिए भौतिक विज्ञानी द्वारा मीट्रिक तय की जाती है। यह अवांछनीय है, क्योंकि मीट्रिक का रूप भौतिक भविष्यवाणियों को प्रभावित करता है, लेकिन स्वयं सिद्धांत द्वारा इसकी भविष्यवाणी नहीं की जाती है।
मेनिफेस्ट बैकग्राउंड इंडिपेंडेंस
प्रकट पृष्ठभूमि स्वतंत्रता मुख्य रूप से एक भौतिक आवश्यकता के बजाय एक सौंदर्यवादी है। यह अंतर ज्यामिति की आवश्यकता के अनुरूप और निकटता से संबंधित है कि समीकरणों को एक ऐसे रूप में लिखा जाए जो चार्ट की पसंद से स्वतंत्र हो और एम्बेडिंग का समन्वय करे। यदि एक पृष्ठभूमि-स्वतंत्र औपचारिकता मौजूद है, तो यह सरल और अधिक सुरुचिपूर्ण समीकरणों को जन्म दे सकता है। हालांकि, किसी सिद्धांत को स्पष्ट रूप से पृष्ठभूमि-स्वतंत्र होने की आवश्यकता में कोई भौतिक सामग्री नहीं है - उदाहरण के लिए, भौतिक प्रभावों को प्रभावित किए बिना सामान्य सापेक्षता के समीकरणों को स्थानीय निर्देशांक में फिर से लिखा जा सकता है।
हालांकि एक संपत्ति प्रकट करना केवल सौंदर्यवादी है, यह सुनिश्चित करने के लिए एक उपयोगी उपकरण है कि सिद्धांत में वास्तव में वह संपत्ति है। उदाहरण के लिए, यदि एक सिद्धांत स्पष्ट रूप से लोरेंट्ज़-इनवेरिएंट तरीके से लिखा गया है, तो यह सुनिश्चित करने के लिए हर कदम पर जाँच की जा सकती है कि लोरेंत्ज़ इनवेरिएंस संरक्षित है। संपत्ति प्रकट करने से यह भी स्पष्ट हो जाता है कि सिद्धांत में वास्तव में वह संपत्ति है या नहीं। शास्त्रीय यांत्रिकी को स्पष्ट रूप से लोरेंत्ज़-इनवेरिएंट बनाने में असमर्थता सिद्धांतकार की ओर से कल्पना की कमी को नहीं दर्शाती है, बल्कि सिद्धांत की एक भौतिक विशेषता है। शास्त्रीय यांत्रिकी या विद्युत चुंबकत्व पृष्ठभूमि-स्वतंत्र बनाने के लिए भी यही है।
क्वांटम ग्रेविटी के सिद्धांत
क्वांटम-ग्रेविटी अनुसंधान की सट्टा प्रकृति के कारण, पृष्ठभूमि स्वतंत्रता के सही कार्यान्वयन के रूप में बहुत बहस होती है। अंततः, उत्तर प्रयोग द्वारा तय किया जाना है, लेकिन जब तक प्रयोग क्वांटम-गुरुत्वाकर्षण घटनाओं की जांच नहीं कर सकते, तब तक भौतिकविदों को बहस के लिए समझौता करना होगा। नीचे दो सबसे बड़े क्वांटम-गुरुत्वाकर्षण दृष्टिकोणों का संक्षिप्त सारांश दिया गया है।
भौतिकविदों ने 3डी क्वांटम ग्रेविटी के मॉडल का अध्ययन किया है, जो 4डी क्वांटम ग्रेविटी की तुलना में बहुत सरल समस्या है (ऐसा इसलिए है क्योंकि 3डी में, क्वांटम ग्रेविटी में स्वतंत्रता की कोई स्थानीय डिग्री नहीं होती है)। इन मॉडलों में, दो अलग-अलग टोपोलॉजी के बीच गैर-शून्य संक्रमण आयाम हैं,[3] या दूसरे शब्दों में, टोपोलॉजी बदल जाती है। यह और इसी तरह के अन्य परिणाम भौतिकविदों को विश्वास दिलाते हैं कि गुरुत्वाकर्षण के किसी भी संगत क्वांटम सिद्धांत में गतिशील प्रक्रिया के रूप में टोपोलॉजी परिवर्तन शामिल होना चाहिए।
स्ट्रिंग सिद्धांत
स्ट्रिंग सिद्धांत आमतौर पर एक निश्चित पृष्ठभूमि के आसपास गड़बड़ी सिद्धांत के साथ तैयार किया जाता है। हालांकि यह संभव है कि इस तरह से परिभाषित सिद्धांत स्थानीय रूप से पृष्ठभूमि-अपरिवर्तनीय है, यदि ऐसा है, तो यह स्पष्ट नहीं है, और यह स्पष्ट नहीं है कि सटीक अर्थ क्या है। स्पष्ट रूप से पृष्ठभूमि-स्वतंत्र तरीके से स्ट्रिंग सिद्धांत को तैयार करने का एक प्रयास स्ट्रिंग फील्ड सिद्धांत है, लेकिन इसे समझने में बहुत कम प्रगति हुई है।
एक अन्य दृष्टिकोण अनुमान लगाया गया है, लेकिन अभी तक अप्रमाणित AdS/CFT पत्राचार|AdS/CFT द्वंद्व है, जिसके बारे में माना जाता है कि यह एंटी-डी सिटर स्पेस|एंटी-डी सिटर एसिम्प्टोटिक्स के साथ स्पेसटाइम में स्ट्रिंग क्षेत्र सिद्धांत पूर्ण, गैर-परेशान करने वाली परिभाषा प्रदान करता है। यदि ऐसा है, तो यह कथित पृष्ठभूमि-स्वतंत्र सिद्धांत के एक प्रकार के superselection का वर्णन कर सकता है। लेकिन यह अभी भी एंटी-डी सिटर स्पेस एसिम्प्टोटिक्स तक ही सीमित रहेगा, जो हमारे ब्रह्मांड की वर्तमान टिप्पणियों से असहमत है। मनमाने ढंग से स्पेसटाइम पृष्ठभूमि में सिद्धांत की एक पूर्ण गैर-परेशान परिभाषा अभी भी कमी है।
स्ट्रिंग थ्योरी में टोपोलॉजी परिवर्तन एक स्थापित प्रक्रिया है।
पाश क्वांटम गुरुत्वाकर्षण
क्वांटम ग्रेविटी के लिए एक बहुत अलग दृष्टिकोण जिसे लूप क्वांटम ग्रेविटी कहा जाता है, पूरी तरह से गैर-परेशान और स्पष्ट रूप से पृष्ठभूमि-स्वतंत्र है: ज्यामितीय मात्रा, जैसे क्षेत्र, पृष्ठभूमि मीट्रिक या एसिम्प्टोटिक्स के संदर्भ के बिना भविष्यवाणी की जाती है (उदाहरण के लिए पृष्ठभूमि मीट्रिक या विरोधी की कोई आवश्यकता नहीं है) -डी सिटर स्पेस | एंटी-डी सिटर एसिम्प्टोटिक्स), केवल एक दी गई टोपोलॉजी।
यह भी देखें
- कारणीय गतिशील त्रिकोणासन
- समन्वय मुक्त
- सामान्य सापेक्षता
- लूप क्वांटम ग्रेविटी
- क्वांटम क्षेत्र सिद्धांत
- स्ट्रिंग सिद्धांत
संदर्भ
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