Гравитационное поле

[jlecter]

В ОТО гравитационное поле описывается, как искривление пространства-времени. А как гравитационное поле и гравитационное взаимодействие описываются в квантовой механике, а в особенности в квантовых полевых теориях? Например, электромагнитное поле (описываемое КЭД) имеет свой квант, оно прекрасно описано и точно соответствует экспериментам: можно вычислять энергию, частоты, длины волн квантов ЭМ поля, описать его вакуумное состояние и т.д. КЭД описывает так же как реальные кванты, так и виртуальные кванты данного поля. Можно сказать, что модель ЭМ поля очень хорошо описывает наблюдения.
Но как же с гравитационным полем? Если кванты гравитационного поля тоже имеют корпускулярно-волновую природу, то почему не удается вычислить их "спектр", энергию, частоту, возбуждения данного поля. Почему, хотя бы косвенно, невозможно наблюдать виртуальные явления в данном поле и его реальные кванты? Почему нет описания того, каким образом гравитационное поле взаимодействует с другими полями на квантовом уровне?

[aa_dav]

Википедия -> квантовая гравитация.
Не за что.

[EvilPhysicist]

jlecter в сообщении #963101 писал(а):

А как гравитационное поле и гравитационное взаимодействие описываются в квантовой механике

Никак. Квантовая механика это про системы с конечным числом степеней свободы.

aa_dav в сообщении #963109 писал(а):

а в особенности в квантовых полевых теориях?

А там все сложно, собственно в

aa_dav в сообщении #963109 писал(а):

Википедия -> квантовая гравитация.

написано в чем тем проблемы, но в целом пытаются описывать гравитацию как поле тензора второго ранга над плоским пространством.

[jlecter]

Проблема в том, что, вот, например, мы знаем, что электромагнитные волны существуют. Мы видим с их помощью, используем их каждый день, греемся под ними. Но как же гравитация? Да, эмпирически мы знаем, что массивные объекты имеют силу притяжения, ОТО описывает это, как искривление пространства-времени. Но как это поле выглядит на квантовом уровне? Ведь оно тоже, как и ЭМ поле, вполне реально. Грубо говоря, "из чего состоит гравитация"?

[Utyamomo]

jlecter в сообщении #963118 писал(а):

Грубо говоря, "из чего состоит гравитация"?

Из гравитонов

[aa_dav]

jlecter в сообщении #963118 писал(а):

Но как это поле выглядит на квантовом уровне? Ведь оно тоже, как и ЭМ поле, вполне реально. Грубо говоря, "из чего состоит гравитация"?

Я вижу вам категорически влом следовать приведенным отсылкам, поэтому вкратце резюмирую:
В настоящее время поднятые вами вопросы являются открытыми и более того, являются фундаментальными вопросами, над которыми день и ночь бьются тысячи мозгов, и решение этих вопросов сулит не просто Нобелевками, но Граалем теоретической физики, Теорией Всего.

[Munin]

jlecter в сообщении #963101 писал(а):

В ОТО гравитационное поле описывается, как искривление пространства-времени. А как гравитационное поле и гравитационное взаимодействие описываются в квантовой механике, а в особенности в квантовых полевых теориях?

Если вы читали учебник по ОТО, и знакомы с учебниками по квантовой теории поля, то рекомендую:
Фейнман, Мориниго, Вагнер. Фейнмановские лекции по гравитации.

Проводится квантование в рамках теории возмущений. Возникает переносчик спина 2 - гравитон. Он имеет самодействие (поскольку источником является ТЭИ), и теория оказывается нелинейной. Учёт всех поправок приводит к уравнениям ОТО - то есть, принцип эквивалентности можно считать возникающим за счёт поправок на самодействие к линейной теории.

Разумеется, геометрическая и квантовополевая интерпретации не противоречат друг другу.

jlecter в сообщении #963101 писал(а):

Если кванты гравитационного поля тоже имеют корпускулярно-волновую природу, то почему не удается вычислить их "спектр", энергию, частоту, возбуждения данного поля.

Что значит, не удаётся?

jlecter в сообщении #963101 писал(а):

Почему нет описания того, каким образом гравитационное поле взаимодействует с другими полями на квантовом уровне?

Что значит, нет описания?

jlecter в сообщении #963101 писал(а):

Почему, хотя бы косвенно, невозможно наблюдать виртуальные явления в данном поле и его реальные кванты?

Потому что гравитационная постоянная очень мала. Не хватает примерно 20 порядков чувствительности. Это не то, что можно преодолеть за какие-нибудь десятилетия.

-- 16.01.2015 18:11:35 --

jlecter в сообщении #963118 писал(а):

Проблема в том, что, вот, например, мы знаем, что электромагнитные волны существуют. Мы видим с их помощью, используем их каждый день, греемся под ними. Но как же гравитация? Да, эмпирически мы знаем, что массивные объекты имеют силу притяжения, ОТО описывает это, как искривление пространства-времени. Но как это поле выглядит на квантовом уровне?

Волны и кванты - вещи крайне разные. Наблюдение электромагнитных волн - это ещё далеко не квантовый уровень.

[EngineEnergy]

Физика пока над этим думает. Существуют разные теории, но какого-либо существенного прогресса пока не наблюдается.

Гравитация состоит из гипотетических гравитонов, из которых по-видимому также должны состоять кварки и лептоны. Ведь вся материя без исключения подвержена гравитационному взаимодействию. Это означает, что у вещества должен быть некий общий "предок", каким вероятно может оказаться гравитация и её составные частички.

Если у Вас получится получить электромагнитное поле через гравитационное - ждите нобелевской премии.

[Munin]

EngineEnergy в сообщении #963242 писал(а):

Гравитация состоит из гипотетических гравитонов, из которых по-видимому также должны состоять кварки и лептоны.

Пришёл очередной невежда с очередными бредовыми завиральными байками.

EngineEnergy в сообщении #963242 писал(а):

Это означает, что у вещества должен быть некий общий "предок"

Нет, не означает.

EngineEnergy в сообщении #963242 писал(а):

Если у Вас получится получить электромагнитное поле через гравитационное - ждите нобелевской премии.

Не получится, это доказано как теорема.

[EvilPhysicist]

jlecter в сообщении #963118 писал(а):

Но как же гравитация?

Не знаю как вас, а меня каждый день Земля к себе притягивает. Я активно сопротивляюсь, но иногда она побеждает. Если вас интересуют гравитационные волны, то и в той же википедии доступным языком описано как их наблюдали. Наблюдали, кстати, по изменению энергии двойных систем.

jlecter в сообщении #963118 писал(а):

Но как это поле выглядит на квантовом уровне?

Пока нет квантовой гравитации -- точно вам никто не скажет.

[EngineEnergy]

Munin в сообщении #963248 писал(а):

Пришёл очередной невежда с очередными бредовыми завиральными байками.

Только без таких напрыгов. Ещё "Ка-ар!" скажите.
Вы всегда так остро реагируете на любую незнакомую Вам гипотезу?

Munin в сообщении #963248 писал(а):

Нет, не означает.

Ну, как знать. Если у вещества имеется какое-либо общее свойство велика вероятность что это свойство в итоге останется ключевым.

Munin в сообщении #963248 писал(а):

Не получится, это доказано как теорема.

Можно доказательства в студию? При недостаточной изучености гравитации делать такие заявления на мой взгляд весьма преждевременно.

[Pphantom]

EngineEnergy в сообщении #963242 писал(а):

Гравитация состоит из гипотетических гравитонов, из которых по-видимому также должны состоять кварки и лептоны. Ведь вся материя без исключения подвержена гравитационному взаимодействию. Это означает, что у вещества должен быть некий общий "предок", каким вероятно может оказаться гравитация и её составные частички.

EngineEnergy в сообщении #963259 писал(а):

Только без таких напрыгов. Ещё "Ка-ар!" скажите.

EngineEnergy - предупреждение за агрессивное невежество. В следующий раз будет бан.

[jlecter]

Munin в сообщении #963233 писал(а):

Что значит, не удаётся?

В том смысле, что про кванты гравитационного поля не говорят, что допустим "высокочастотный гравитон", или же "гравитоны данного спектра". То есть фотоны, теоретически и экспериментально хорошо изучены: эти бозоны ЭМ поля имеют свойства и величины, которыми они описываются. Чем описываются гравитоны?

Munin в сообщении #963233 писал(а):

Что значит, нет описания?

Как ЭМ поле взаимодействует с гравитационным (на квантовом уровне), как они влияют друг на друга. Кванты ЭМ поля гравитируют, значит ли это, что они поглощают и излучают гравитоны и т.д.?

К примеру, электромагнитное поле и его кванты существуют, вне зависимости, есть ли заряженные частицы, или их вообще нет. А гравитационное поле и его кванты существуют вне зависимости от наличия гравитирующих объектов?

[interstellar]

jlecter в сообщении #963292 писал(а):

К примеру, электромагнитное поле и его кванты существуют, вне зависимости, есть ли заряженные частицы, или их вообще нет.

Кто Вам такое сказал? ЭМ поле и фотоны существуют только, если есть заряженные частицы и взаимодействие между ними: существование ЭМ взаимодействия, а значит ЭМ поля и фотонов невозможно без заряженных частиц.

[Munin]

jlecter в сообщении #963292 писал(а):

В том смысле, что про кванты гравитационного поля не говорят, что допустим "высокочастотный гравитон", или же "гравитоны данного спектра". То есть фотоны, теоретически и экспериментально хорошо изучены: эти бозоны ЭМ поля имеют свойства и величины, которыми они описываются. Чем описываются гравитоны?

Про гравитоны это говорят. Просто вы наверняка про это не читаете - это довольно узкая и специальная область науки.

Экспериментально гравитоны не изучены, и остаются чисто теоретической конструкцией. Поэтому с ними мало работают.

Фотоны описываются:
- частотой, длиной волны. Они связаны скоростью света: $\omega=ck.$
- спином. Спин фотона 1, проекций ровно две, поскольку он движется со скоростью света: $\pm 1.$
- эти проекции соответствуют поляризациям по и против часовой стрелке. Можно взять и линейные поляризации: поляризация по вертикали и поляризация по горизонтали взаимно дополнительны.
Чего ещё?
- фотоны взаимодействуют с электрическим зарядом заряженных частиц, с коэффициентом (константой взаимодействия) $e,$ которую принято называть зарядом электрона.

Аналогично, гравитон описывается:
- частотой, длиной волны. Они связаны скоростью света: $\omega=ck.$
- спином. Спин гравитона 2, проекций ровно две, поскольку он движется со скоростью света: $\pm 2.$
- эти проекции соответствуют поляризациям по и против часовой стрелке. Можно взять и линейные поляризации: поляризация по вертикали-горизонтали и поляризация по диагоналям ($+$ и $\times$) взаимно дополнительны.
- гравитоны взаимодействуют с энергией-импульсом всех частиц, с коэффициентом (константой взаимодействия) $G,$ которая называется константой всемирного тяготения.

jlecter в сообщении #963292 писал(а):

Как ЭМ поле взаимодействует с гравитационным (на квантовом уровне), как они влияют друг на друга. Кванты ЭМ поля гравитируют, значит ли это, что они поглощают и излучают гравитоны и т.д.?

Да, значит.

К любой теории поля достраивается поле гравитонов, вершины излучения-поглощения любыми частицами - аналогичны излучению-поглощению фотонов в КЭД (трёхлинейная вершина). Кроме того, есть вершина самодействия гравитонов. Вот и всё.

jlecter в сообщении #963292 писал(а):

К примеру, электромагнитное поле и его кванты существуют, вне зависимости, есть ли заряженные частицы, или их вообще нет.

Это кто вам такое сказал? Вселенную без заряженных частиц можно представить себе только чисто теоретически. В КЭД это используют как учебную модель (теорию свободного поля). В реальности есть заряженные поля, и они взаимодействуют с электромагнитным как источники.

-- 16.01.2015 21:13:39 --

interstellar в сообщении #963316 писал(а):

Кто Вам такое сказал? ЭМ поле и фотоны существуют только, если есть заряженные частицы и взаимодействие между ними: существование ЭМ взаимодействия, а значит ЭМ поля и фотонов невозможно без заряженных частиц.

А вот это противоположно тому, что сказал я.

Не лезьте.