Is de ruimte gelijk te stellen met een kwantumveld?

Is het mogelijk dat de ruimte die zelf uitdijt hetzelfde is als het kwantumveld? Of is de ruimte echt iets anders wat uitdijt?

Weet jij het antwoord?

/2500

Het beste antwoord

Een lastige vraag, ook gezien het ontbreken van een antwoord na 2 dagen. Ik zal een poging wagen. In de klassieke natuurkunde kunnen (al dan niet fundamentele) krachten beschreven worden met velden. Dat betekent zoiets als dat ieder punt in de ruimte een "attribuut" heeft genaamd de veldsterkte. Dat is meestal een vector die aangeeft hoe groot de betreffende kracht in dat punt is en in welke richting die werkt. Het kan echter ook een scalair getal zijn (wel grootte maar geen richting). Bij de overgang naar quantummechanica kunnen we het veldbegrip behouden. Alleen hebben we het dan niet meer over krachten, maar over waarschijnlijkheden van intreracties tussen deeltjes. Zo volgt de quantumveldentheorie op een natuurlijke manier uit de klassieke veldentheorie. Het blijkt mogelijk te zijn om de velden die bij de verschillende fundamentele krachten horen te beschijven als één enkel veld, maar dan in meer dan drie ruimtelijke dimensies. Zo zijn er theorieën met vijf dimensies (Kaluza-Klein-theorie die elektromagnetisme met zwaartekracht combineert) of elf dimensies (superstringtheorie) of zelfs 26 dimensies (bosonic string theory). (Getallen zijn inclusief de tijddimensie.) Eigenlijk kun je stellen dat die meerdimensionale velden zich niet zozeer IN de ruimte bevinden, maar dat ze de ruimte ZIJN. Dus dat lijkt een JA op je vraag: de (hoger-dimensionale) ruimte IS het quantumveld. Maar nu de relativiteitstheorie. Dit is een theorie van vierdimensionale ruimte-tijd waarbij de zwaartekracht gemodelleerd wordt als een kromming daarvan. Dat is een andere beschrijving dan een veld, maar levert geen conflict op: er kan wiskundig aangetoond worden dat beide beschrijvingen equivalent zijn. Maar intuïtief moeten we kiezen: de beschrijving met drie plus een dimensies en allerlei krommingen of de beschrijving met hogere dimensies. Het uitdijende heelal laat zich goed modelleren is de beschrijving met de krommingen (Einstein-de Sitterheelal). Maar wat is nou de "echte" ruimte? De 3+1-dimensionale uitdijende van de relativiteitstheorie of de 10+dimensionale met quantumfluctuaties gevulde ruimte van de stringtheorie? Zijn die aan elkaar gelijk te stellen? Het zou fijn zijn als we de structuur van de ruimte konden beschrijven in termen van quantumvelden EN zwaartekracht. Als dat lukt hebben we een "Theorie van alles" en kunnen we jouw vraag ook beantwoorden.

Stel zelf een vraag

Ben je op zoek naar het antwoord op die ene vraag die je misschien al tijden achtervolgt?

/100