Das Prinzip der allgemeinen Kovarianz aus dem Äquivalenzprinzip (EEP) sagt uns, dass es prinzipiell keine Möglichkeit gibt, lokal zwischen einer Trägheitsbeschleunigung und den Auswirkungen eines Gravitationsfeldes zu unterscheiden. Wenn die allgemeine Kovarianz in tensorialer Form ausgedrückt wird, stellen wir fest, dass die Gleichung, wenn sie in einem Trägheitssystem gilt, auch in einem nicht-inertialen Bezugssystem gelten muss.
Meine Frage ist, wenn das obige wahr ist, ist ein Gravitationsfeld nur eine Illusion? Warum müssen wir überhaupt ein Gravitationsfeld berücksichtigen? Warum stellen Sie sich die Schwerkraft nicht als den Effekt der Krümmung von Raum und Zeit vor, wobei sich die Gravitation als Illusion, als Nebenprodukt der Geometrie, offenbart. Ich habe das Gefühl, dass es die Anwesenheit von Materie ist, die den Raum um sie herum verzerrt und uns die Illusion gibt, dass eine Gravitationskraft an benachbarten Objekten zieht.
Was Sie gerade beschrieben haben, ist Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie. Es schlägt vor, die Schwerkraft nicht als Feld zu behandeln (wie Newton es getan hatte), sondern als geometrische Eigenschaft von Raum und Zeit. Die Idee ist, dass Objekte mit Masse Raum und Zeit krümmen und Objekte um sich herum einziehen. Die Theorie hat sich seit über 100 Jahren unglaublich gut gehalten.
Das Problem ist, dass die allgemeine Relativitätstheorie nicht mit der Quantenfeldtheorie vereinbar ist, die verwendet wird, um alle anderen grundlegenden Wechselwirkungen unseres Universums zu beschreiben.
Es hat sich als schwierig erwiesen, diese beiden Theorien miteinander in Einklang zu bringen. Die Quantenmechanik ist in extrem kleinen Systemen relevant (denken Sie an Atome). Da die Schwerkraft extrem schwach und die Masse ziemlich verteilt ist, ist die Schwerkraft nur in sehr großem Maßstab wirklich bedeutsam (denken Sie an Sterne, Galaxien). Dementsprechend haben wir QFT auf der Annahme aufgebaut, dass die Schwerkraft bei atomaren Wechselwirkungen keine Rolle spielt.
Ein sehr interessantes Gebiet für weitere Studien sind Schwarze Löcher. Das Zentrum eines Schwarzen Lochs ist so dicht (vielleicht unendlich), dass die Schwerkraft bei Annäherung eines Objekts viel stärker ist als Quantenkräfte und das Objekt in seine Bestandteile zerrissen wird. Dies kann nicht mit GR beschrieben werden und muss mit QFT beschrieben werden.
Leider können wir keine Kräfte innerhalb eines Schwarzen Lochs messen, da Informationen per Definition ein Schwarzes Loch nicht verlassen können. Außerdem ist jeder Versuch, die Schwerkraft in das Standardmodell zu integrieren, gescheitert, da wir die Schwerkraft nicht quantifizieren können.
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