Luskwantumzwaartekracht

Luskwantumzwaartekracht, vaak afgekort als LQG, is een benadering van een kwantumtheorie van zwaartekracht die probeert de algemene relativiteit te verenigen met de principes van kwantummechanica zonder uit te gaan van een achtergrondruimtetijd. Het doel is een consistente beschrijving van de kwantumstructuur van ruimte en tijd zelf, in tegenstelling tot theorieën die zwaartekracht beschrijven als een veld op een voorgeschreven ruimtetijd.

In LQG wordt de zwaartekracht gekwantiseerd via een niet-perturbatieve, achtergrondonafhankelijke canonical quantisatie met Ashtekar-variabelen. Het zwaartekrachtsveld wordt daarmee beschreven als een SU(2) verbinding en een bijbehorende conjugate variabele. De bouwstenen zijn spinnetwerken—grafen met knopen en randen gemarkeerd door SU(2)-representaties. Deze spinnetwerken vormen de kwantumtoestanden van geometrie.

Geometrische grootheden zoals oppervlakte en volume kennen in LQG discrete spectra, wat suggereert dat ruimtetijd op Planck-schaal niet continu is maar uit bouwstenen bestaat. Spinnetwerken fungeren als de kwantumtoestanden van geometrie; weaves kunnen klassieke ruimtetijd op grotere afstanden nabootsen en leveren een brug naar het bedrieglijk soepele naar klassieke zwaartekracht.

De dynamiek van LQG wordt afgeleid uit de Hamiltoniaanse beperking, vaak met behulp van Thiemann’s aanpak. Het resultaat is een achtergrondonafhankelijke evolutie van kwantengeometrie. Een afgeleide theorie, loopkwantumcosmologie (LQC), past LQG toe op homogene en isotrope kosmologische modellen en kan een bounce in plaats van een klassieke singulariteit voorstellen.

LQG is nog geen experimenteel bevestigde theorie; het staat naast stringtheorie als een ander kader voor quantum gravity. Voorlopige aanduidingen komen uit voorstellen over planck-schaal verschijnselen en kosmologische observaties, maar directe waarnemingen ontbreken nog. De onderzoeksveld blijft actief met verdere wiskundige ontwikkeling en mogelijke raakvlakken naar experimenten.