Хабр Курсы для всех
РЕКЛАМА
Большая витрина: от крупнейших школ до частных авторов. Сравнивайте по цене, длительности, формату и выбирайте самый подходящий курс!
Поток Научпоп доступен 24/7 благодаря поддержке друзей Хабра
Комментарии 35
Похоже, что Вы несколько упростили гипотетические свойства гипотетического гравитона. Как бы, реализация принципа эквивалентности будет нетривиальной.
Лично мне кажется, что поскольку гравитация суть пространство-время, то если оно и квантуется, то и название "хронон" более логично, чем "гравитон".
P.S.
Когда две сингулярности сливаются вместе, эти квантовые эффекты (которые могут проявлять отклонения от общей теории относительности) возникнут в момент слияния, а также непосредственно до него (в конце стадии сближения) и сразу после него (в начале стадии затухания).
Здесь Вас повествование тоже завело немного не туда. Как бы, у чёрных дыр нет волос, а у ЧД звёздных масс или более, около горизонта событий квантовые эффекты невозможны (ненаблюдаемы).
“Хронон” можно спутать с дилатоном. Кроме того, терминология уже устоялась.
Ну, как устоялась, гипотетический термин "гравитон" применялся только в достаточно наивных попытках моделирования гравитационного взаимодействия без соблюдения принципа эквивалентности, без ЧД, в плоском пространстве. Но в этих условиях, квантовые эффекты ненаблюдаемы.
А квантовая версия ОТО, если и возможна, то в виде квантового описания, и пространства, и времени. И если это окажется так, то терминология будет совсем, совсем иная.
Гравитон — это по определению квант слабых гравитационных волн.
Квантовая версия ОТО давно есть, петлевая квантовая гравитация называется.
Хм, как бы, да, "давно", но насчёт "есть" - сомнительно. Это больше внутренне противоречивые гипотезы, которые, как могут примерно соответствовать реалиям, так и нет.
Но, пример, в части нетривиальности квантового описания принципа эквивалентности, неплохой. В частности, с "гравитонами" среди там - напряжёнка. Как я понимаю, они там без надобности, даже как квазичастицы.
Ну насчёт “соответствовать реалиям” вы ничего не говорили.
Гравитоны там предположительно есть. Хотя точно я не знаю, но по-моему доказать что они там есть пока не удалось.
Хм, "там" преполагаются "петли" (спиновая пена, с точностью до 100⁵⁰⁰ вариаций в том семействе гипотез), которых, вроде как, в любых системах отсчёта, достаточно для квантового описания "искривления" пространства-времени (сиречь гравитационного взаимодействия).
Наверное, там можно попытаться определить "гравитон", как квазичастицу. Однако, на мой непросвещённый взгляд, ввиду того что она будет иметь только псевдотензор энергии-имульса, она будет бесполезна более, чем полностью.
Это не мой текст, а перевод статьи Итана Сигела, который пишет о макрофизике (с довольно консервативных мейнстримных позиций).
Я лично не разделяю его позицию, что существует некий гравитон, проявляющий волновые свойства, и его волны - гравитационные. Но уверен, что пространство-время квантуется. А искривление пространства возле массивного тела - это изменение связей между этими квантами. А гравитационная волна - это волна колебаний плотности этих связей. Это косвенно признает и Итан, автор статьи, говоря о том, что колебания гравитационных волн перпендикулярны направлению их распространения:
Когда гравитационная волна проходит через вас, ваша форма остается неизменной в направлении распространения волны, но в плоскости, перпендикулярной распространению волны, вы будете попеременно сжиматься и расширяться, колеблясь в этих взаимно перпендикулярных направлениях до тех пор, пока волна продолжает проходить через вас.
Здесь Вас повествование тоже завело немного не туда. Как бы, у чёрных дыр нет волос, а у ЧД звёздных масс или более, около горизонта событий квантовые эффекты невозможны (ненаблюдаемы).
Да, у стабильной ЧД нет волос, но речь идет (см. второе видео) о том, что слипаясь в одну, две ЧД создают "гантелю", которая испытает ряд колебаний, пока не "устаканится" в виде идеальной ЧД, и вот затухание этих колебаний, очевидно, связано с потерей части массы/энергии и уносится в виде гравитационных волн...
Как бы, да, для внешнего наблюдателя ЧД, грубо говоря, являются колллапсарам - экспоненциально тонкими мембранам прилегающими к горизонту событий. Увидеть их, конечно, невозможно, но да, часть их массы/энергии уносится в виде гравитационных волн.
Насчёт "гантели" - это фигура речи и артефакт искривления луча зрения. По сути, две ЧД без волос сливаются в одну ЧД без волос не деформируясь и всё время оставаясь двумя ЧД без волос
А сингулярностей там вообще нет. Кроме того, любые сигналы с тех глубин испытывают огромнейшее красное смещение - на десятки порядков или более. Собственно стадия затухания при слиянии является экспоненциальным процессом сближения этих мембран.
около горизонта событий квантовые эффекты невозможны (ненаблюдаемы).
В современной физике доминирует обратная точка зрения - см. излучение Хокинга.
Как бы, излучение Хокинга, на настоящий момент, точно так же ненаблюдаемо, температура весьма мала, видимый диск ЧД тоже (Стрелец A* ≈10 μas, температура ≈10⁻¹⁴K, длина волны ≈10¹¹ м), но имелись ввиду гипотетические эффекты гипотетической квантовой гравитации, которые невозможны.
гипотетической квантовой гравитации, которые невозможны.
Почему? Ну и да, у хокинговского излучения природа не гравитационная, но вот именно квантово-гравитационные эффекты оно может помочь выявить - если получится экспериментальное расхождение с "полуклассической" теорией.
Как бы, излучение Хокинга, на настоящий момент, точно так же ненаблюдаемо
Да, но косвенно его существование подтверждается отсутствием наблюдаемых микроскопических черных дыр, поскольку они испаряются быстрее, чем прирастают...
Насчёт подтверждения, здесь бабушка надвое сказала. Вот когда бы и с чего бы появиться микроскопическим реликтовым ЧД в достаточном количестве?
Не знаю, с одной стороны, возможно, между мифической инфляцией и более менее наблюдаемой первичной рекомбинацией, они могли бы появиться и исчезнуть. Но это ж космологические оценки, а космологам верить... В общем, расчёты Хокинга - верх "достоверности" по сравнению с космологическими оценками. 😉
Но с другой стороны, кто знает? Возможно, окажется верной гипотеза пульсирующей Вселенной, но тогда мы наследуем ЧД от предыдущей пульсации, т.е. совсем без микроскопических ЧД.
А может что-то третье?
Как бы их отсутствие вполне может объясняться тем, что просто не можем их увидеть. Я вот с трудом себе представляю как такое возможно. Есть гипотеза что где-то далеко за Нептуном есть черная дыра. Совсем не микроскопическая, размером с апельсин и весом с хороший астероид, искажающая орбиты транснептунов. Но нихрена не видно...
Очень интересная теория, но тут стоит учитывать эффект наблюдателя, и любое физ тело имеющее массу - это волна движения пространства вокруг оси движения.
Масса сама по себе не создает никакую "волна движения пространства вокруг оси движения", она создает просто искривление пространства-времени, убывающее по квадратичному закону.
Если тело закрутить вокруг его оси, да, пространство будет увлекаться телом, и там возникнет кривизна более сложная, описываемая тензорами.
Меня заинтересовала фраза об интерференции крошечных живых организмов. Это правда, или добавлено для красного словца?
Да, тоже удивился, возможно какой-то отросток/жгутик бактерии толщиной в пару молекул просунули в 2 щели одновременно?
В оригинале про живые организмы нету, там "составные частицы, и даже крупные органические молекулы".
Бактерий запускали. Поищите книгу "Квантовый вызов". Там некоторые из таких экспериментов описаны.
Корпускулярно волновой дуализм не свойственен всем частицам, а свойственен пространству в котором они распространяются. Эксперимент с двумя щелями показывает, что две щели создают пространственную интерференцию, "волну пилота" которая управляет движением частиц и даже макро-объектов. Если гравитационная волна распространяется со скоростью света то скорее всего фотон и есть тот самый гравитон, а гравитация где то стыкуеться с электромагнетизмом, просто нам эта информация в практической науке бесполезна, эффекты работают только в масштабах которые ОТО описывает и нас всё устраивает.
Ну откроете вы квантовую гравитацию, все равно нету таких высоких энергий где бы это можно было использовать.
Если гравитационная волна распространяется со скоростью света то скорее всего фотон и есть тот самый гравитон, а гравитация где то стыкуется с электромагнетизмом
Как минимум в одном стыкуется: гравитация- это искривление пространства-времени, а любая энергия, в т.ч. электромагнитное поле, также искривляет пространство-время...
Какя-то хрень про фотоны написана. Фотоны “вычислили” намного раньше обнаружения фотоэффекта. И при решении совсем другой задачи - банального равновесного теплового излучения абсолютно чёрного тела.
А не закидают ли автора помидорами за словосочетания "ткань пространства" и "фоновое пространство"? :-)
Автор в нескольких местах упорно (и ошибочно) сравнивает гравитоны и фотоны с картинкой, на которой показаны волны типа звуковых или волн на воде. Но разница тут принципиальная. Звуковые волны - это волны взаимодействия частиц, они распространяются через взаимодецствие частиц, которые только колеблются в направлении движения волны, но не несут сами эту волну. То есть, чтобы такие волны возникали и распространялись, пространство должно быть всё заполнено частицами, через взаимодецствие которых всё это происходит.
Фотоны и гравитоны же и есть сами волны, для них не нужно взаимодействие между другими частицами, чтобы распространить волну. Они сами несут волну, пространство при этом может быть абсолютно пустым, это даже лучше.
Странно, что автор сделал такую грубую ошибку.
P. S. Хотя можно представить, что вакуум или пространство-время таки состоит из неких ячеек (привет Матрице), которые, взаимодействуя между собой, распространяют (типа, на каждом вычислительном цикле стимуляции) электро-магнитные и гравитационные волны со скоростью света. А скорость света, это предельная скорость пересчёта взаимодействия между ячейками пространственной решётки симуляции. Тогда вопрос только один - это симуляция в каком-то “божественном” серьезном научном эксперименте или нашим миром просто играется какой-то бог-укурок? В-)
Автор в нескольких местах упорно (и ошибочно) сравнивает гравитоны и фотоны с картинкой, на которой показаны волны типа звуковых или волн на воде.
Фотоны оставим - о них речи не идёт и механизм распространения там иной. А вот по поводу гравитонов интересно - во-первых, почему "ошибочно"? У вас есть какие-то более свежие инсайты из этой области? Во-вторых, картинка с вращающимися частицами - как раз вполне корректная аналогия для модели, где:
В теории гравитационная волна похожа на более раннее изображение, показывающее кажущуюся волну, возникающую из множества движущихся частиц: эти частицы — гравитоны, а общая кажущаяся волна — это то, что регистрируют такие обсерватории, как LIGO.
Насколько уж хорошо эта модель описывает физическую реальность - вопрос другой, но вот принципиальной разницы между графическим и текстовым описанием я как раз не вижу (если держать в уме абстрактное допущение о том, что движение частиц вряд ли будет буквально орбитальным).
В том-то и дело, что автор неверно, на мой взгляд, описывает и иллюстрирует гравитоны. Если они лишь колебания самого пространства, как звук лишь колебания молекул среды, то очень врядли они могут распространяться с максимально возможной скоростью света. Но главное, у такой волны нет квантовости, и у её кванта (которого нет) нет массы. Но автор упоминает массу гравитона и говорит о нем как о реальной частице. Есть выдуманная частица фонон для описания звука, но у неё нет массы и никто не говорит о ней как о реальной. То есть, автор прямо в тексте путает и смешивает два совершенно разных типа волн.
Странно, что автор сделал такую грубую ошибку.
Итан (Ethan) опустил некоторые свойства гравитации в ОТО, по крайней мере, в явном виде:
Сильный принцип эквивалентности (достаточно известное положение ОТО, которое более-менее проверяли экспериментально, грубо говоря, по сути, искривление пространства-времени и есть природа всех масс);
Гравитационную энергию нельзя локализовать и/или псевдотензоры Ландау–Лифшица, Эддингтона или Киллинга вводятся неоднозначно и зависят от системы отсчёта (малоизвестное следствие ОТО, которое, пока, трудно проверить экспериментально).
Тогда вопрос только один - это симуляция в каком-то “божественном” серьезном научном эксперименте или нашим миром просто играется какой-то бог-укурок?
Как заметил @black_warlock_iv иллюстрация от Итана "Серия частиц, движущихся по круговым траекториям..." напоминает петлевую квантовую гравитацию (LQG). Как говорят, по построению, LQG соответствует макроскопическим уравнениям ОТО, естественно, включая сильный принцип эквивалентности.
Фотоны и гравитоны же и есть сами волны, для них не нужно взаимодействие между другими частицами, чтобы распространить волну.
В LQG или в менее зависимой от фона алгебраической квантовой гравитации (AQG), и один, и второй - распространение разных видов возбуждения самого пространства-времени. Впрочем, гипотетические конструкции теории струн, М-теории и т.п. тоже не отличаются простой.
Они сами несут волну, пространство при этом может быть абсолютно пустым, это даже лучше.
Насчёт "лучше" - бабушка надвое сказала. Лично мне кажется, что квантовое описание сильного принципа эквивалентности затруднительно дать в какой-либо более простой форме.
Звуковые волны - это волны взаимодействия частиц, они распространяются через взаимодецствие частиц, которые только колеблются в направлении движения волны, но не несут сами эту волну.
Звуковые волны бывают разными.
Есть выдуманная частица фонон для описания звука, но у неё нет массы и никто не говорит о ней как о реальной.
Ладно, ладно, у многих квазичастиц: фононы, дырки полупроводников и т.п., есть не только эквивалентная энергия, но и эквивалентная масса покоя, грубо говоря, след тензора не равен 0. Но, да, есть и безмассовые, к примеру, магнон - безмассовый.
Правда, на мой непросвещённый взгляд, с гипотетическим гравитоном, даже в виде кваичастицы - беда. Похоже, одно из двух:
либо ему нельзя приписать тензор энергии-импульса, но только псевдотензор, т.е. его существование будет зависеть от системы отсчёта. В частности, в LQG и AQG с ним сложности;
либо макроскопические уравнения ОТО неверны (неполны).
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Проявляют ли гравитационные волны признаки корпускулярно‑волнового дуализма?