Asymptotically Safe Gravity: From Spacetime Foliation to Cosmology

این کتاب به دنبال ایجاد یک نظریه کوانتومی بنیادی منسجم از گرانش است، که اغلب به عنوان یکی از چالش برانگیزترین مسائل باز در فیزیک امروزی در نظر گرفته می شود. این چالش با استفاده از تکنیک‌های جدید گروهی بهنجارسازی کارکردی مدرن برخورد می‌کند و تلاش می‌کند تا ایده «ایمنی مجانبی» را که در اصل توسط S. Weinberg پیشنهاد شده بود، تحقق بخشد. به طور قابل توجهی، کتاب پیشرفت قابل توجهی در رابطه با جنبه های اساسی برنامه و پیامدهای پدیدارشناختی آن دارد. تحولات مفهومی پیشگام ساخت یک معادله گروهی بهنجارسازی مجدد عملکردی با رفتار خوب است که با فضازمان‌ها با جهت زمانی ترجیحی سازگار شده است. نشان داده شده است که مکانیسم ایمنی مجانبی در این تنظیم ادامه دارد و به بسیاری از سیستم‌های گرانشی ماده جالب پدیدارشناسی گسترش می‌یابد. این دستاوردها گام‌های پیشگامانه‌ای را برای پر کردن شکاف بین گرانش کوانتومی در فضازمان‌های اقلیدسی و لورنتسی تشکیل می‌دهند. کاربردهای پدیدارشناسی موضوعات اصلی در گرانش کوانتومی را پوشش می‌دهند، به عنوان مثال. ساختن یک تکامل کیهانی قابل دوام پدیدارشناختی بر اساس اثرات گرانش کوانتومی در کیهان بسیار اولیه، و تجزیه و تحلیل اصلاحات کوانتومی سیاهچاله‌های ایجاد شده از یک فروپاشی کروی. این کار را به یک راهنمای به موقع و ارزشمند در زمینه به سرعت در حال تکامل ایمنی مجانبی تبدیل می کند.

This book seeks to construct a consistent fundamental quantum theory of gravity, which is often considered one of the most challenging open problems in present-day physics. It approaches this challenge using modern functional renormalization group techniques, and attempts to realize the idea of “Asymptotic Safety” originally proposed by S. Weinberg. Quite remarkably, the book makes significant progress regarding both the fundamental aspects of the program and its phenomenological consequences. The conceptual developments pioneer the construction of a well-behaved functional renormalization group equation adapted to spacetimes with a preferred time-direction. It is demonstrated that the Asymptotic Safety mechanism persists in this setting and extends to many phenomenologically interesting gravity-matter systems. These achievements constitute groundbreaking steps towards bridging the gap between quantum gravity in Euclidean and Lorentzian spacetimes.The phenomenological applications cover core topics in quantum gravity, e.g. constructing a phenomenologically viable cosmological evolution based on quantum gravity effects in the very early universe, and analyzing quantum corrections to black holes forming from a spherical collapse.As a key feature, all developments are presented in a comprehensive and accessible way. This makes the work a timely and valuable guide into the rapidly evolving field of Asymptotic Safety.