
- •Природа пространства и времени
- •Электронное оглавление
- •Глава 1. Классическая теория. Стивен Хокинг 10
- •Глава 2. Структура пространственно-временных сингулярностей. Р. Пенроуз 35
- •Глава 3. Квантовые черные дыры. Стивен Хокинг 44
- •Глава 4. Квантовая теория и пространство-время. Р. Пенроуз 74
- •Глава 5. Квантовая космология. Стивен Хокинг 84
- •Глава 6. Твисторный взгляд на пространство-время. Р. Пенроуз 114
- •Глава 7. Обсуждение. С. Хокинг и р. Пенроуз 127
- •Содержание
- •Предисловие
- •Благодарности
- •Глава 1. Классическая теория. Стивен Хокинг
- •10 · Глава 1 — Стивен Хокинг
- •12 · Глава 1 — Стивен Хокинг
- •14 · Глава 1 — Стивен Хокинг
- •16 · Глава 1 — Стивен Хокинг
- •18 · Глава 1 — Стивен Хокинг
- •20 • Глава 1 — Стивен Хокинг
- •22 • Глава 1 — Стивен Хокинг
- •Определение сингулярностей
- •24 · Глава 1 — Стивен Хокинг
- •Теоремы о сингулярностях:
- •26 · Глава 1 — Стивен Хокинг
- •28 · Глава 1 — Стивен Хокинг
- •Космическая цензура.
- •30 · Глава 1 — Стивен Хокинг
- •Слабая космическая цензура.
- •32 · Глава 1 — Стивен Хокинг
- •Нулевой закон механики черных дыр
- •Нулевой закон термодинамики
- •34 · Глава 1 — Стивен Хокинг
- •Обобщенный второй закон
- •Глава 2. Структура пространственно-временных сингулярностей. Р. Пенроуз
- •38 · Глава 2 — Роджер Пенроуз
- •40 · Глава 2 — Роджер Пенроуз
- •42 · Глава 2 — Роджер Пенроуз
- •44 · Глава 2 — Роджер Пенроуз
- •Гипотеза вейлевской кривизны
- •46 · Глава 2 — Роджер Пенроуз
- •Вопросы и ответы
- •Глава 3. Квантовые черные дыры. Стивен Хокинг
- •50 · Глава 3 — Стивен Хокинг
- •Теорема об отсутствии волос.
- •52 · Глава 3 — Стивен Хокинг
- •54 · Глава 3 — Стивен Хокинг
- •56 · Глава 3 — Стивен Хокинг
- •Тепловое излучение черной дыры
- •Метрика Шварцшильда
- •58 · Глава 3 — Стивен Хокинг
- •60 · Глава 3 — Стивен Хокинг
- •62 · Глава 3 — Стивен Хокинг
- •64 · Глава 3 — Стивен Хокинг
- •66 · Глава 3 — Стивен Хокинг
- •68 · Глава 3 — Стивен Хокинг
- •70 · Глава 3 — Стивен Хокинг
- •72 · Глава 3 — Стивен Хокинг
- •74 · Глава 3 — Стивен Хокинг
- •Глава 4. Квантовая теория и пространство-время. Р. Пенроуз
- •76 · Глава 4 — Роджер Пенроуз
- •78 · Глава 4 — Роджер Пенроуз
- •80 · Глава 4 — Роджер Пенроуз
- •82 · Глава 4 — Роджер Пенроуз
- •84 · Глава 4 — Роджер Пенроуз
- •86 · Глава 4 — Роджер Пенроуз
- •Вопросы и ответы
- •88 · Глава 4 — Роджер Пенроуз
- •Глава 5. Квантовая космология. Стивен Хокинг
- •90 · Глава 5 — Стивен Хокинг
- •Два естественных выбора для интеграла по путям в квантовой гравитации
- •92 · Глава 5 — Стивен Хокинг
- •Предположение об отсутствии границ (Хартль и Хокинг).
- •94 · Глава 5 — Стивен Хокинг
- •96 · Глава 5 — Стивен Хокинг
- •98 · Глава 5 — Стивен Хокинг
- •100 · Глава 5 — Стивен Хокинг Рамка 5.Б. Евклидова метрика
- •102 · Глава 5 — Стивен Хокинг
- •Рамка 5.В. Статическая форма метрики де Ситтера
- •104 · Глава 5 — Стивен Хокинг
- •106 · Глава 5 — Стивен Хокинг
- •108 · Глава 5 — Стивен Хокинг
- •Уравнения Шредингера
- •Основное состояние
- •110 · Глава 5 — Стивен Хокинг
- •112 · Глава 5 — Стивен Хокинг
- •114 · Глава 5 — Стивен Хокинг
- •116 · Глава 5 — Стивен Хокинг
- •118 · Глава 5 — Стивен Хокинг
- •Глава 6. Твисторный взгляд на пространство-время. Р. Пенроуз
- •Классичность кошек.
- •Гипотеза вейлевской кривизны (гвк).
- •122 · Глава 6 — Роджер Пенроуз
- •Твисторы и твисторные пространства
- •124 · Глава 6 — Роджер Пенроуз
- •126 · Глава 6 — Роджер Пенроуз
- •128 · Глава 6 — Роджер Пенроуз
- •Квантованные твисторы
- •130 · Глава 6 — Роджер Пенроуз
- •132 · Глава 6 — Роджер Пенроуз
- •134 · Глава 6 — Роджер Пенроуз
- •Твисторная космология
- •136 · Глава 6 — Роджер Пенроуз
- •Глава 7. Обсуждение. С. Хокинг и р. Пенроуз Стивен Хокинг
- •140 · Глава 7 — Стивен Хокинг и Роджер Пенроуз
- •142 · Глава 7 — Стивен Хокинг и Роджер Пенроуз
- •144 · Глава 7 — Стивен Хокинг и Роджер Пенроуз
- •146 · Глава 7 — Стивен Хокинг и Роджер Пенроуз
- •Ответ Роджера Пенроуза
- •Коты и прочее
- •Виковский поворот
- •148 · Глава 7 — Стивен Хокинг и Роджер Пенроуз
- •Потеря фазового пространства
- •Стивен Хокинг
- •150 · Глава 7 — Стивен Хокинг и Роджер Пенроуз
- •152 · Глава 7 — Стивен Хокинг и Роджер Пенроуз
- •Ответ Роджера Пенроуза
- •154 · Глава 7 — Стивен Хокинг и Роджер Пенроуз
- •Вопросы и ответы
- •156 · Глава 7 — Стивен Хокинг и Роджер Пенроуз
- •Литература
- •158 · Литература
- •160 · Литература
134 · Глава 6 — Роджер Пенроуз
Рис. 6.5. Конструкция нелинейного гравитона
ограниченной задачи, в которой половина вейлевского тензора равна нулю), но эта задача чрезвычайно сложна и в течение последних двадцати лет потерпели поражение множество попыток ее решения. Тем не менее, в последние несколько лет я пытался развить новый подход к проблеме (см. Пенроуз 1992). Хотя пока у меня нет решения, этот путь выглядит наиболее обещающим и перспективным. При этом действительно возникает глубокая связь между твисторами и уравнениями Эйнштейна. На это указывает два наблюдения.
1. Уравнения Эйнштейна в вакууме Rab = 0 являются также условиями согласованности для безмассового поля спиральностью (когда такие поля выражены через потенциал).
2. В плоском пространстве-времени Μ пространство зарядов для поля в точности совпадает с твисторным пространством.
Такая программа может быть приблизительно сформулирована следующим образом: для данного риччи-плоского пространства-времени (т.е. Rab = 0) найти в нем пространство зарядов для поля с . (Это отнюдь не простая задача.)
Тогда это и будет твисторным пространством для риччи-плоского пространства-времени. Второй шаг состоит в нахождении способа сконструировать такие твисторные пространства, используя свободные голоморфные функции, и, наконец, способа
Твисторный взгляд на пространство-время · 135
реконструировать в каждом случае исходное пространственно-временное многообразие из данного твисторного пространства.
Мы не ожидаем, что это твисторное пространство окажется линейным, поскольку оно должно, при реконструировании пространства-времени, давать структуру кривизны. Кроме того, конструкция должна быть сильно нелокальной, причем в достаточно нетривиальной форме, поскольку как заряд, так и потенциал для поля с s = 3/2 нелокальны. Это в свою очередь могло бы помочь при объяснении физики нелокальных явлений, таких как эксперименты ЭПР (обсуждаемые в гл. 4), приводящие к тому, что объекты, разделенные областями в пространстве и времени, могут каким-то образом «перепутываться» друг с другом.
Твисторная космология
Я хочу закончить некоторыми замечаниями относительно космологии и твисторов, хотя они будут достаточно гипотетическими. Я уже говорил, что тензор кривизны Вейля должен был быть равен нулю в прошлых сингулярностях, и что при этом пространство-время было близко к конформно плоскому. Это означает, что начальное состояние имеет очень простое твисторное описание. С течением времени это описание становится все более сложным, а вейлевская кривизна — все более существенной. Такой тип поведения согласуется с наблюдаемой в настоящее время асимметрией геометрии Вселенной.
С точки зрения комплексно-голоморфной идеологии твисторной теории, предпочтительным является Большой взрыв с к < 0, ведущий к открытой Вселенной (Стивен предпочитает замкнутый вариант). Причина в том, что только при к < О группа симметрии первоначальной сингулярности Вселенной совпадает с голоморфной группой Мебиуса голоморфных собственных преобразований сферы Римана (т.е. ограниченной группой Лоренца). Это та самая группа, которая вывела твисторную теорию на передний план — поэтому, по твисторно-идеологическим причинам, я определенно предпочитаю к < 0. Поскольку все это основано только на идеологии,