Гравитон

[n1m]

Что такое гравитон?
Как его увязать с ЧД и ОТО?
Где почитать?
Спасибо.

[Munin]

Фейнман, Мориниго, Вагнер. Фейнмановские лекции по гравитации.

Вкратце: гравитационное поле, описываемое ОТО, квантуется так же, как электромагнитное поле, описываемое уравнениями Максвелла. При квантовании уравнений Максвелла получается фотон, при квантовании уравнения Эйнштейна - гравитон. Теория предсказывает все его характеристики: спин 2, взаимодействие с током ТЭИ, константу взаимодействия (крайне малую), самодействие.

ЧД - это классическое решение, гравитонами не описываемое. Не всякое классическое решение раскладывается на элементарные возбуждения (этот эффект возникает, например, в случае магнитного монополя в поле Янга-Миллса), зато всякое может быть выбрано как фон (нулевой уровень), над которым возбуждения возникают.

[Утундрий]

Если я правильно ошибаюсь, то гравитон (понимаемый как квантонутое линейное приближение) вяжется с ЧД и Т.П. (шибко нелинейными сущностями) токмо посредством Пенроуза. Коего, соответственно, на данную тему и следовает читать.

[Munin]

Утундрий в сообщении #759968 писал(а):

токмо посредством Пенроуза

Не знаю, что значит "посредством Пенроуза". Я считал, что он вяжется посредством квазиклассического приближения, как его применять, продемонстрировал Хокинг. Но читать, разумеется, надо КТП и ФИТ.

(Оффтоп)

Пенроуза читать - конечно, полезно, если говорить про учебники. А не про ту псевдо-популярщину, которой он в последние годы занялся.

[Утундрий]

Munin в сообщении #760011 писал(а):

Не знаю, что значит "посредством Пенроуза".

Было у него одно точное решение которое он не вполне понятным мне образом интерпретировал как проявление не вполне представимого поля спина $3/2$. Обзывалось оно как раз "нелинейный гравитон", вот и вспомнилось. Впрочем, может быть это и совершенно не то, что ТС нужно.

[Munin]

Не читал. Дадите ссылку?

Впрочем, гравитон имеет спин 2, а спин 3/2 имеет разве что гравитино - суперсимметричный партнёр гравитона. Полуцелый спин имеют только фермионы, а они ведут себя (при низких энергиях) совершенно не так же, как бозоны - например, не образуют классического поля. Думаю, данное Пенроузом название следует понимать только как образное.

[Утундрий]

Сам лишь краем глаза глянул да и забыл. А теперь ччто-то вдруг выплыло. Ну, там в его стиле: твисторы-шмисторы...

[ИгорЪ]

Что то припоминаю, типа условия Коши - Римана на твисторах давали нелинейный гравитон. Ходила у нас книга, Жаринов "Твисторы и калибровочные поля", сборник статей.

[timots]

n1m в сообщении #759365 писал(а):

Что такое гравитон?
Как его увязать с ЧД и ОТО?
Где почитать?
Спасибо.

Для ОТО не обязательно существование гравитона.

[n1m]

timots в сообщении #760356 писал(а):

n1m в сообщении #759365 писал(а):

Что такое гравитон?
Как его увязать с ЧД и ОТО?
Где почитать?
Спасибо.

Для ОТО не обязательно существование гравитона.

Почему?
А фотон обязателен?

[Someone]

А фотон к ОТО вообще никакого отношения не имеет.

[Munin]

n1m в сообщении #760376 писал(а):

Почему?

Потому что ОТО - классическая теория. (В физике "классический" используется везде как антоним "квантовый".) А гравитон - это результат квантования.

Можно ОТО квантовать, тогда гравитон возникает обязательно. Можно ОТО не квантовать, а оставить классической теорией, тогда гравитоны не нужны.

Загвоздка только в том, что физике не известно ни одной теории, которую не потребовалось бы квантовать. Квантование - как заразная болезнь: всё, с чем квантовая система взаимодействует, само должно быть квантовано, и всё, с чем оно в свою очередь взаимодействует, тоже. Поэтому, считается, что квантовано вообще всё. (Некоторые предметы из огромного числа квантовых частиц ведут себя классически, но "внутри" на самом деле квантованы.)

И это успешно проделано в физике: проквантованы все основные теории, механика, электродинамика, электроны, фотоны и другие элементарные частицы, из которых составлены все остальные тела и взаимодействия; проквантованы (даже, изначально построены в квантовом виде) теории сильного и слабого взаимодействия. Остаётся ровно одно исключение: гравитация. Считается, что её тоже надо проквантовать, но там возникает препятствие - не сразу возникает, а уже ближе к концу пути, уже после того, как возникает гравитон. Поэтому говорят, что проквантовать ОТО до конца нельзя. Слово "до конца" важно.

Вместе с тем, гравитация - очень слабое взаимодействие, и в результате квантования получаются очень слабые эффекты. Экспериментально их обнаружить нельзя - они на много порядков за пределами возможностей наших приборов. Нет даже надежды, что мы их когда-то обнаружим в будущем. Ну, грубо говоря, нужно, чтобы мы могли двигать своими руками Солнце и Землю, и при этом измерять их положение с точностью до атома.

Иногда возникают идеи, что гравитация в физике вообще стоит особняком, и что квантовать её вообще не нужно. А нужно, может быть, что-то другое. Какой-то неизвестный физике способ взаимодействия неквантовой гравитации и квантового всего остального. Например, такие идеи высказывает Пенроуз. Но эти идеи очень неконкретны, и большинство физиков ими не увлекается. Теоретические попытки проквантовать гравитацию гораздо более конкретны и далеко зашли, так что всё время дают надежду, что успех будет достигнут. Впрочем, здесь есть несколько направлений, и физики-приверженцы одного направления ругают все остальные :-) (Те физики, которые работают в одном направлении, являются его приверженцами, а те, которые работают в других областях физики, могут смотреть на всё это со стороны, и не склоняться к одному варианту.)

[Утундрий]

(Оффтоп)

Munin в сообщении #760524 писал(а):

Теоретические попытки проквантовать гравитацию гораздо более конкретны и далеко зашли, так что всё время дают надежду, что успех будет достигнут.

Однако же, ежели они достигнут цели так как Та Самая Теорема Ферма... то, право же, лучше бы и не надо.

[Munin]

Утундрий в сообщении #760568 писал(а):

Однако же, ежели они достигнут цели так как Та Самая Теорема Ферма... то, право же, лучше бы и не надо.

Почему? Всё во славу познания природы. Пусть и получится многабукаф.

Будто нынешние теории природы кто-то читает, кроме фанатиков...

[Утундрий]

Munin в сообщении #760578 писал(а):

Почему? Всё во славу познания природы.

Я живу в очень скучном и бедном мире. В мире идей, которые понимаю сам. Понимаю - в том смысле, что могу перевывести. Так вот, подобный результат был бы для меня не только бесполезен, но скорее вреден. Потому что снял бы нервное напряжение, предложив вместо него всего лишь бездумную веру. Которую я не переношу.