Я читал, что пространство-время, согласно Эйнштейну, должно было быть "листом", на котором расположены планеты, звезды и т.д., и они искривляют пространство-время. Но во многих квантовых теориях гравитации появляется гравитон.
Означает ли это, что существует также антигравитон и, следовательно, антигравитация? Если только такая частица существует. Приведите также другие теории гравитации.
ОТВЕТ
Действительно, согласно теории Эйнштейна, т.е. Общей теории относительности, за гравитационное взаимодействие отвечает искривление пространства-времени, которое (в упрощенном виде, конечно) можно представить как упомянутый выше "лист". Однако следует подчеркнуть, что общая теория относительности является классической теорией - основными рассматриваемыми в ней объектами являются так называемые "поля", т.е. (в значительном упрощении) функции, определенные во всем пространственно-временном континууме (такие "поля" являются объектами, аналогичными, например, электрическому полю, которое также определено во всем (время)пространстве; в каждой точке пространства может быть задано значение такого поля).
Основным "полем" в теории относительности, описывающим геометрию пространства-времени, является так называемая метрика - в частности, о ней можно думать как о неизвестном в уравнениях Эйнштейна (аналогично тому, как об электрическом поле можно думать как о неизвестном в уравнениях Максвелла классической электродинамики).
Решив уравнения Эйнштейна, можно получить искомую форму метрики, которая определяет, насколько положительно искривлен упомянутый лист/временное пространство.
В свою очередь, гравитон - это объект, существование которого постулируется в квантовых теориях гравитации.
На сегодняшний день предложено несколько таких теорий, но, несмотря на интенсивные исследования, ни одна из них до сих пор не получила экспериментального подтверждения - поэтому обе эти теории, как и существование гравитона, следует рассматривать как исследовательские гипотезы.
Гравитон был бы так называемым квантом гравитационного поля - то есть "элементарной", неделимой "дозой" такого поля, которую можно наблюдать как отдельную частицу, а усреднение большого числа таких гравитонов позволяет (в соответствующем приближении) их классическое описание, как поля, определенного во всем пространстве. (Опять же, это аналогично электродинамике - в квантовой версии электродинамики квант электромагнитного поля - это фотон, который можно наблюдать как элементарную частицу).
В случае гравитона получается так, что он является античастицей самого себя - поэтому никакая "антигравитация" не будет связана с его существованием.
В этом нет ничего удивительного - различные электрически нейтральные элементарные частицы могут быть своими собственными античастицами (другим важным примером является упомянутый выше фотон, т.е. квант электромагнитного поля - он является своей собственной античастицей, и поэтому нет никакой дополнительной теории "антиэлектродинамики").
Примерами других (гипотетических) теорий (квантовой) гравитации являются теория струн ("теория струн"), петлевая квантовая гравитация ("петлевая квантовая гравитация") или причинные динамические триангуляции ("причинные динамические триангуляции").
Комментарии
Отправить комментарий