Kann die Quantenfeldtheorie beschleunigte Referenzrahmen nicht verarbeiten?

Nein, die Quantenfeldtheorie ist durchaus in der Lage, mit beschleunigten Referenzrahmen umzugehen:

1. Die Quantenfeldtheorie basiert auf der speziellen Relativitätstheorie. Im Gegensatz zu einigen weit verbreiteten Annahmen ist die spezielle Relativitätstheorie perfekt in der Lage, beschleunigte Frames zu handhaben . Solange die Raumzeit flach ist, ist die spezielle Relativitätstheorie vollkommen in Ordnung. Und die Krümmung der Raumzeit hängt nicht vom Bezugssystem ab (es ist ein Tensor, ein geometrisches Objekt). Aus diesem Grund werden Sie oft hören, dass das Zwillingsparadoxon allein mit der speziellen Relativitätstheorie gelöst werden kann. Der Zwilling auf der Rakete befindet sich auf einem beschleunigten Rahmen. Aber solange sie nicht in der Nähe eines Schwarzen Lochs oder ähnlichem vorbeifliegen, ist die Raumzeit flach und es gilt die spezielle Relativitätstheorie.

Ich verstehe Ihre Verwirrung, die Schwerkraft ist lokal gleichbedeutend mit Beschleunigung. „Lokal“ ist das wichtige Wort. Dies bedeutet, dass Sie bei Vorhandensein eines Gravitationsfeldes für jeden Punkt der Raumzeit immer einen Bezugsrahmen wählen können, in dem Sie sich in der Nähe dieses Punktes im freien Fall befinden (dh die Raumzeit sieht flach aus, der Bezugsrahmen ist inertial ). Aber es gibt keinen Bezugsrahmen, so dass die Raumzeit überall flach aussieht. Der entscheidende Unterschied zwischen einem beschleunigten System in einer flachen Raumzeit und einem Gravitationsfeld besteht darin, dass es im ersteren Fall ein globales Trägheitsbezugssystem gibt, in dem die Raumzeit überall flach aussieht, nicht nur in der Nähe eines bestimmten Punktes.

Der Unterschied zwischen der speziellen und der allgemeinen Relativitätstheorie besteht also nicht darin, dass die eine die Beschleunigung behandelt und die andere nicht, sondern dass die eine die flache Raumzeit und die andere die gekrümmte Raumzeit behandelt.

2. Die Quantenfeldtheorie ist auch in der Lage, mit gekrümmter Raumzeit umzugehen . Einige Dinge müssen modifiziert werden, damit es funktioniert, aber es gibt keine großen Probleme, solange die Raumzeit klassisch behandelt wird . Ein Quantenfeld in einer gekrümmten (statischen oder zeitabhängigen) klassischen Raumzeit funktioniert gut.

Probleme entstehen, wenn man versucht, die Gravitation zu quantisieren , also als Quantenfeld zu behandeln. Eine Quantenfeldtheorie der Gravitation. Das ist uns nicht gelungen.

Gravitation ist nicht „mathematisch äquivalent zur Beschleunigung“ – wie könnte man sonst in Theorien Dinge ohne Gravitation beschleunigen? Physikalische Prinzipien wie die verschiedenen Versionen des Äquivalenzprinzips müssen sorgfältig genau angegeben werden, um solche Probleme zu vermeiden, die letztendlich durch schlampige Formulierungen entstehen.

Wenn Leute sagen, dass die Quantenfeldtheorie nicht "mit der Schwerkraft umgehen" kann, meinen sie, dass eine Feldtheorie mit der Raumzeitmetrik als dynamisches Feld - wie in der Einstein-Hilbert-Aktion der allgemeinen Relativitätstheorie - nicht renormierbar ist. Weitere Informationen zur Inkompatibilität zwischen allgemeiner Relativitätstheorie und Quantenfeldtheorie finden Sie in dieser Frage und ihren Antworten .

Obwohl es keine renormierbaren Gravitationstheorien gibt, hat die Quantenfeldtheorie spezifische Vorhersagen darüber, was mit beschleunigten Beobachtern passiert, nämlich dass sie Strahlung sehen werden, die durch den Unruh-Effekt erzeugt wird .