Морозов Александр Гавриилович (moralg) wrote,
Морозов Александр Гавриилович
moralg

Category:

Начала физики. 38. Нужна ли квантовая теория гравитации?

      До конца позапрошлого века физики не страдали от отсутствия квантовой механики. Они спокойно описывали макроскопическое движение разных сред, происходящие в них волновые процессы, их термодинамические свойства, электрические и магнитные явления и процессы и многое другое. Даже освоение радио, телевидения и микроволновок не потребовало знаний квантовой физики. Поскольку дискретность параметров мира во всем этом никак не ощущалась.


      Привычная же всем квантовая механика возникла от необходимости адекватно описывать атомы, молекулы, их спектры и структуру, а также свойства электромагнитного излучения с длинами волн субмиллиметрового диапазона. Именно в самой длинноволновой его части начинает ощущаться дискретность колебательных и вращательных спектров молекул. А в более коротковолновых областях спектра без квантовой теории просто не обойтись.

      Классическая теория гравитации, высшим достижением которой стала ОТО Эйнштейна, до сих пор не давала повода для претензий со стороны корректно поставленных экспериментов и наблюдений. Вплоть до пределов ее применимости и предельных возможностей наблюдательной техники. Так, гравитационные телескопы LIGO чувствуют смещения регистрирующих гравитационные волны зеркал на величину на три порядка меньшую размера протона. И при этом не видят никаких эффектов, выходящих за пределы ОТО и требующих для своего объяснения квантовой идеологии. То же самое утверждение справедливо и в отношении результатов наблюдений черных дыр, включая и сверхмассивные ЧД.

      Первые гравитационные волны были зафиксированы в 2015 году в наблюдениях слияния черных дыр с массами ~ 30 солнечных масс Msun. Их частота в процессе слияния этих ЧД изменялась в пределах 50-200 герц. Поскольку гравитационные волны распространяются со скоростью света, длина таких волн составляла несколько тысяч километров. А длина цуга таких волн, как минимум, несколько десятков тысяч километров.

      Самые короткие из гравитационных волн, которые мы можем зарегистрировать, могут возникнуть при слиянии двух нейтронных звезд. Масса результирущего объекта (тоже нейтронной звезды) не превышает ~ 2,17 масс Солнца (избыток массы уходит в энергию излучаемых в таком процессе гравитационных и электромагнитных волн). Гравитационный радиус (радиус горизонта событий) любого объекта пропорционален его массе и для Солнца равен 2,95 км. Тем самым, предельно минимальная полудлина экватора горизонта событий объекта, возникшего от слияния двух нейтронных звезд оказывается порядка 20 км, а предельно максимальная частота соответствующих гравитационных волн в момент слияния двух НЗ ~ 15 кГц. Длина самого короткого цуга таких волн (размер "гравитона") оказывается равным нескольким сотням километров.

      Ни о какой дискретности любых явлений при таких длинах волн речь идти, разумеется, не может.

      Говоря о квантовой теории какого-либо поля мы имеем ввиду дискретность спектра каких либо параметров и связанный с этим корпускулярно-волновой дуализм. Но длина самого короткого цуга гравитационных волн в приведенном выше примере слияния нейтронных звезд оказывается равным нескольким сотням километров. Это и будет характерным размером частицы-кванта гравитационного поля. Которую в потенциально возможной квантовой теории гравитации будут называть гравитоном.

      Не слишком ли велика такая частица? О какой дискретности любых явлений при таких длинах волн может идти речь?

      Поэтому возникает вопрос - существуют ли в гравитационной физике явления и процессы гораздо более коротковолновые по сравнению с упомянутыми выше? Которые, хотя бы принципиально на существенно более высоком уровне техники можно было бы зафиксировать. Мне такие явления и процессы не известны.

      Но если они не существуют или, тем более, просто никак не проглядываются, то нужна ли нам квантовая теория гравитации?

Tags: Начала физики
Subscribe

Recent Posts from This Journal

  • В этот день 11 лет назад

    Этот пост был опубликован 11 лет назад!

  • Две мышки...

    Две мышки танцуют, хвостиками машут. Но мы видим лишь мгновенный снимок одного их па. Сколько же па еще будет и чем их танец закончится? На…

  • Зоология космических телескопов.

    "Кормовая база" земных телескопов довольно узка - они могут видеть объекты в оптической части спектра электромагнитных волн, близких к…

promo moralg march 5, 2018 03:01 46
Buy for 30 tokens
Многие из нас вздрагивают, когда дорогу нам перебегает черная кошка. Но неприятных последствий обычно не возникает и мы быстро забываем о ней. Но два дня назад на северо-восток США обрушилась очередная буря и совершила совсем не очередное действо - сломала дерево, которое 227 лет назад посадил…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 28 comments

Recent Posts from This Journal

  • В этот день 11 лет назад

    Этот пост был опубликован 11 лет назад!

  • Две мышки...

    Две мышки танцуют, хвостиками машут. Но мы видим лишь мгновенный снимок одного их па. Сколько же па еще будет и чем их танец закончится? На…

  • Зоология космических телескопов.

    "Кормовая база" земных телескопов довольно узка - они могут видеть объекты в оптической части спектра электромагнитных волн, близких к…