Вопрос о гравитации

[caxap]

Извините, если я далее буду нести чушь. Буду признателен, если меня поправят.

Как я понимаю взаимодейтсвия (я где то об этом читал, но уже всё позабыл). Например, электромагнитное. Вот имеем два электрона. Они постоянно излучают виртуальные фотоны. Один испустил фотон, он полетел и столкнулся со вторым электроном, провзаимодейтсовал (электрон оттолкнулся в сторону от первого электрона). А мы это видим как действие электромагнитной силы. Переносчиками сильного и слабого взаимодействий являются частицы с массой и из-за принципа неопределенности (тот, что про связь времени и энергии) они могут существовать лишь малое время, поэтому они могут пролететь лишь небольшое расстояние. На бОльших расстояниях слабое и сильное взаимодействие не действует. Осталась гравитация. Её переносчик -- гравитон. То есть частицы, обладающие массой, излучают гравитоны и посредством них гравитационно взаимодействует с другими частицами. До сюда всё правильно я понимаю (хотя бы в общих чертах)?

Теперь вопросы:
1) Вот имеем черную дыру. Притяжении настолько сильное, что даже фотоны не могут её покинуть. Но чем хуже гравитоны? Почему они её покидают и оказывают гравитационное воздействие на внешние объекты? По идее, по-моему, когда звезда сжалась настолько, что превратиласть в черную дыру, она вообще должна изолироваться от внешнего мира, т.к. никакой переносчик взаимодействия не сможет её покинуть. Или нет?
2) В ТО считается, что гравитация -- это искривление пространства-времени. Но как это можно совместить с гравитонами? По-моему, либо гравитация это искривление п.-в. и никаких гравитонов нет, это просто геометрическое свойство п.-в., либо же считаем гравитация одним из 4 взаимодействий, которое отличается от остальных трёх только переносчиком. Или нет?

Очень прошу, отвечать только тех, кто знает. Альтернативщикам просьба не писать сюда ничего. Я хочу узнать мнение "официальной" науки. Хотелось бы услышать мнение myhand.

[whiterussian]

caxap в сообщении #350359 писал(а):

На бОльших расстояниях слабое и сильное взаимодействие не действует.

Я, конечно, не myhand, но за державу обидно... Как же так? Где вы это вычитали?

[caxap]

(Оффтоп)

whiterussian в сообщении #350362 писал(а):

Я, конечно, не myhand,

Я имел ввиду: пусть отвечают все, кто хочет. Но только в рамках официальной науки. И если сомневается, лучше вообще молчать.

whiterussian в сообщении #350362 писал(а):

Как же так? Где вы это вычитали?

Может это мне приснилось. Но когда то давно я читал книжку об элементарных частицах. Я очень смутно помню. Но вроде бы там говорилось следующее: есть принцип неопр-сти $\Delta E\cdot \Delta t \ge h$. Он позволяет рождаться "из ничего" виртуальным частицам: если они обладают энергий $E$ и сущестует меньше времени $h/E$, то это не будет противоречить закону сохранения энергии. Так вот, виртуальные безмассовые фотон и гравитон могут рождаться на длительное время $\Rightarrow$ ЭМ и грав. взаимодействие дальнодействующие. А вот переносчиками сильного и слабого являются тяжелые (бозоны? очень смутно помню...), которые могут рождаться лишь на очень короткое время и способны пролететь лишь очень короткое расстояние, поэтому эти два взаимодействия короткодейственны.

Я могу ошибаться. Поэтому и зашёл на форум, чтобы мне помогли разобраться.

[whiterussian]

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D1% ... 0%B8%D1%8F

[Alex-Yu]

Как раз ВИРТУАЛЬНЫЕ частицы видимо могут проникать через поверхность черной дыры. Что гравитоны, что фотоны. Это реальные (у которых "все в порядке" с соотношением энергии и импульса) не могут. Но надо помнить, что удовлетворительная квантовая теория гравитации по сей день не построена. Так что все, что пока есть на эту тему, это лишь некие более-менее правдоподобные гипотезы.

[caxap]

Alex-Yu в сообщении #350416 писал(а):

Как раз ВИРТУАЛЬНЫЕ частицы видимо могут проникать через поверхность черной дыры. Что гравитоны, что фотоны. Это реальные (у которых "все в порядке" с соотношением энергии и импульса) не могут.

Простите, а какая принципиальная разница между виртуальным и реальным фотоном? По-моему, все фотоны одинаковы. Просто время жизни у виртуальных меньше, чтобы влезть в рамки ПН и не нарущить закон сохранения энергии.

[мат-ламер]

А нужны ли гравитоны для передачи постоянного гравитационного поля? Тут просматривается прямая аналогия с электромагнитным взаимодействием. Для описания притяжения (отталкивания) двух заряженных тел фотоны не нужны. Фотоны возникают, когда электрическое (магнитное) поле будет меняться (т.е. получается электромагнитное поле). Гравитоны будут возникать, когда будет меняться гравитационное поле и будут рождаться гравитационные волны, уносящие энергию.

[caxap]

мат-ламер в сообщении #350525 писал(а):

А нужны ли гравитоны для передачи постоянного гравитационного поля?

По-моему нужны. А как вы объясните иначе? Что-то должно связывать две частицы и это что-то -- переносчик взаимодействия. Но это лишь моё мнение, а я могу ошибаться. Поэтому хотелось бы услышать мнение знатоков (я на форум редко захожу, но заметил, что lel0lel, myhand и некоторые другие дают очень квалифицированные ответы так, что сразу всё становится понятно).

[meduza]

(Оффтоп)

caxap в сообщении #350359 писал(а):

Но чем хуже гравитоны?

Может тем, что гравитон сам не учавствует в гравитационном взаимодействии (так же как фотон не учавствует в электромагнитном).

мат-ламер в сообщении #350525 писал(а):

Для описания притяжения (отталкивания) двух заряженных тел фотоны не нужны.

На сколько я знаю, нужны. "Шуба" из виртуальных фотонов имеется вокруг заряженных частиц всегда.

Я не специалист, поэтому скромно скрою своё мнение в оффтоп.

[caxap]

meduza в сообщении #350551 писал(а):

Может тем, что гравитон сам не учавствует в гравитационном взаимодействии (так же как фотон не учавствует в электромагнитном).

Может. Если так, то первый вопрос из стартового сообщения закрывается (но второй остаётся!). Но вдруг гравитон учавствует в гравитационном взаимодействии. Например глюон (переносчик сильного взаимодействия) несёт цветовой заряд и взаимодействует с другими глюонами. Хотя "внешне" гравитон больше смахивает на фотон, да и массы у него нет (но массы нет и у фотона, а он в гравитационном взаимодействии как то учавствует).

[epros]

caxap в сообщении #350427 писал(а):

Простите, а какая принципиальная разница между виртуальным и реальным фотоном? По-моему, все фотоны одинаковы.

Виртуальный фотон не ограничен скоростью света. Как и гипотетический виртуальный гравитон ("гипотетический" потому, что Стандартная модель физики частиц гравитацию не описывает).

-- Ср сен 08, 2010 17:44:34 --

caxap в сообщении #350564 писал(а):

Но вдруг гравитон учавствует в гравитационном взаимодействии.

Однозначно должен участвовать.

[Alex-Yu]

caxap в сообщении #350427 писал(а):

Alex-Yu в сообщении #350416 писал(а):

Как раз ВИРТУАЛЬНЫЕ частицы видимо могут проникать через поверхность черной дыры. Что гравитоны, что фотоны. Это реальные (у которых "все в порядке" с соотношением энергии и импульса) не могут.

Простите, а какая принципиальная разница между виртуальным и реальным фотоном? По-моему, все фотоны одинаковы. Просто время жизни у виртуальных меньше, чтобы влезть в рамки ПН и не нарущить закон сохранения энергии.

У виртуального фотона нет соотношения между энергией и импульсом, они не зависимы. У реального E=pc.

-- Чт сен 09, 2010 00:25:16 --

мат-ламер в сообщении #350525 писал(а):

А нужны ли гравитоны для передачи постоянного гравитационного поля? Тут просматривается прямая аналогия с электромагнитным взаимодействием. Для описания притяжения (отталкивания) двух заряженных тел фотоны не нужны. Фотоны возникают, когда электрическое (магнитное) поле будет меняться (т.е. получается электромагнитное поле). Гравитоны будут возникать, когда будет меняться гравитационное поле и будут рождаться гравитационные волны, уносящие энергию.

В общем это правильно. Статическое (вообще продольное) ЭМ поле не квантуется. Его можно проквантовать (квантование по Гупта-Блейеру), но по существу это математический трюк. Но в обсуждаемом контексте это не очень важно. Важно, что статическое поле, как говорят, не лежит на массовой поверхности (нет соотношения между импульсом и энергией или, что то же самое, между частотой и длиной волны). Такое поле не может существовать само по себе (в отличие от реальных фотонов, поля ИЗЛУЧЕНИЯ), может существовать только вблизи источника поля.

[lel0lel]

Виртуальные частицы и скоростью света ограничены и совершенно так же как и реальные реагируют на внешние поля. И даже статистическое поле нуждается в виртуальных частицах, то есть, в вышеупомянутой шубе.
Теперь две тонкости: гравитон - гипотетическая частица, она не обнаружена и может быть её не существует; существование чёрных дыр, в их первоначальном смысле, т.е. сингулярностей, тоже оставляет много вопросов, а тем более рассмотрение физики внутри сферы Шварцшильда. Поэтому строить квантовую модель чёрной дыры пока ещё несколько рановато . Кстати, вопрос о том - каково гравитону в чёрной дыре, ставился и раньше. Вот даже в википедии отыскал:

Цитата:

Ряд физиков отвергает саму гипотезу о гравитоне, как несостоятельную[3]. Например, если гравитоны существуют, то они должны излучаться чёрными дырами, что, вероятно, противоречит Общей теории относительности.

А [3] - это http://www.americanchronicle.com/articles/view/50304

[nestoklon]

caxap в сообщении #350427 писал(а):

Простите, а какая принципиальная разница между виртуальным и реальным фотоном?

Ну даже если забыть про то, что один виртуальный, а другой реальный, есть и более "забавная" разница. Реальный не может иметь продольной поляризации. Виртуальный может.

Но в целом, присоединюсь к мнению, что 1) Для виртуальных частиц проблем "вылететь" за горизонт не составляет такую проблему как для реальных 2) Квантовой теории гравитации нет, так что есть ли жизнь на марсе, нет ли жизни на марсе науке не известно (с) 3) Горизонт -- предел применимости ОТО. Обсуждать, что за ним, некорректно. См пункт 2.

-- Чт сен 09, 2010 00:31:39 --

whiterussian, там на английском вообще-то есть табличка, в которой один из столбцов гласит:
Range (m): Strong $10^{-15}$, Weak $10^{-18}$.
Наверное, дело в том, что

Цитата:

Both magnitude ("relative strength") and "range", as given in the table, are meaningful only within a rather complex theoretical framework. It should also be noted that the table below lists properties of a conceptual scheme that is still the subject of ongoing research.

но возможно именно популярная интерпретация этой таблички ввела caxap в заблуждение. Возможно, вы её прокомментируете "как правильно"?

[epros]

lel0lel в сообщении #350656 писал(а):

Виртуальные частицы и скоростью света ограничены и совершенно так же как и реальные реагируют на внешние поля.

Вы ошибаетесь. Вот это верно:

Alex-Yu в сообщении #350620 писал(а):

У виртуального фотона нет соотношения между энергией и импульсом, они не зависимы. У реального E=pc.

А теперь подумайте, что это означает применительно к скорости виртуального фотона (т.е. к тому, куда направлен его четырёхимпульс).

lel0lel в сообщении #350656 писал(а):

И даже статистическое поле нуждается в виртуальных частицах, то есть, в вышеупомянутой шубе.

Правильно, потому что статическое поле - это и есть "облако виртуальных частиц". Просто это такая уж квантовая модель поля - КТП.

То, что виртуальные фотоны ничем не отличаются от реальных, тоже, в общем-то, верно. Просто если мы добавим в задачу такие условия, которые делают фотон "реальным", то мы обнаружим, что вероятность ему иметь скорость, отличную от c, оказывается нулевой.

lel0lel в сообщении #350656 писал(а):

Теперь две тонкости: гравитон - гипотетическая частица, она не обнаружена и может быть её не существует;

"Может быть не существует" - это слишком сильно сказано. Немыслимо, чтобы не существовала, ибо её существование следует из достаточно общих соображений. Однако я сказал в каком смысле она "гипотетическая" - пока нет общепризнанной квантовой теории гравитации. В Стандартную модель она не вписывается из-за неразрешимых проблем с перенормировкой. Общепризнанная же теория гравитации - ОТО - является, увы, неквантовой. Поэтому, строго говоря, мы можем в каком-то общем смысле говорить о "гравитонах", но что это в точности такое - пока неизвестно.

lel0lel в сообщении #350656 писал(а):

существование чёрных дыр, в их первоначальном смысле, т.е. сингулярностей, тоже оставляет много вопросов, а тем более рассмотрение физики внутри сферы Шварцшильда.

Фигня. Неквантовая физика внутри сферы Шварцшильда ничем не отличается от нашей, ибо сфера Шварцшильда - довольно условная поверхность. Проблемы есть у квантовой физики, поскольку она была развита для пространства Минковского и искривлённое пространство-время вполне корректно описывать не умеет.

lel0lel в сообщении #350656 писал(а):

Вот даже в википедии отыскал:

Цитата:

... Например, если гравитоны существуют, то они должны излучаться чёрными дырами, что, вероятно, противоречит Общей теории относительности.

Мне процитированное заявление непонятно, ибо я тут никаких противоречий ОТО не усматриваю.