Есть ли путь от ОТО к гравитационным волнам, к гравитационным частицам (гравитонам) и к квантовой гравитации?

В статьях на эту тему часто говорится: часть массы двух небесных тел стала энергией гравитационных волн после слияния: E(гравитационные волны) = (M1 + M2 - M_merged).c^2

Интуитивно я хочу сказать, что если есть гравитационная волна, то есть и гравитационная частица.

Обоснование состоит в том, что если гравитационные волны не квантуются, то это будет означать, что каждое тело массы все время теряет немного массы, генерируя сколь угодно малые гравитационные волны.

Если я прав, GR и QM можно объединить. Пожалуйста, научите меня, где я не прав.

Связанный вопрос без ответа: преобразование энергии из массы в гравитационную волну

Я не думаю, что вы хотите сказать это интуитивно. Вы хотите сказать это, потому что вы слышали, как многие другие люди говорили это до того, как вы и ваш мозг эволюционировали, чтобы повторять то, что он слышал раньше. В данном случае это плохая стратегия, как подтвердит вам литература о неудачных попытках квантовать гравитацию в пределе слабого поля (линеаризованная гравитационная волна). В качестве контрпримера... где версии квантовой теории океанских волн или акустических волн в газах? Разве они не должны существовать? Почему они не существуют?
Спасибо. Можно ли сделать вывод, что действительно существует волна, несущая энергию, но не в количественном выражении, а скорее как волна в океане? Я думаю, вы только что научили меня тому, что я должен больше узнать о физике полей.
Мы знаем, что существует классическое волнообразное поведение. Мы также знаем, что этого самого по себе недостаточно, чтобы сформулировать квантовую теорию. Это, конечно, не означает, что не нужно пытаться, и многие действительно умные люди очень старались. Наивные попытки провалились, теперь у нас есть несколько менее наивных с теорией струн и петлевой квантовой гравитацией. Либо они все еще упускают фактическую ситуацию, либо, что еще лучше, они могут неправильно ее оценивать. Между квантовой теорией гравитации и крупномасштабной гравитацией, которую мы наблюдаем, может быть еще один слой. Я бы не предвзято относился к этому.
Спасибо за понимание. Теперь я хотел бы конкретно спросить, генерирую ли я, двигаясь, гравитационные волны, и если да, то теряю ли я массу. Должен ли я задать другой вопрос?
Энергия, которая излучается, исходит не от массы объектов, а от энергии связанной системы, включая их движение. Есть много проблем, стоящих на пути квантовой теории; нет простых ответов.

Ответы (1)

Ваш аргумент состоит в том, что гравитационные волны должны быть квантованы, потому что в противном случае сколь угодно малые количества энергии могли бы передаваться гравитационной волне, и, следовательно, все объекты неуклонно отдавали бы энергию гравитационным волнам.

Ваш аргумент не работает, потому что (по крайней мере, в принципе) все объекты с колеблющимся квадруполем в распределении масс действительно неуклонно отдают энергию гравитационным волнам. Однако скорость потери энергии слишком мала, чтобы мы могли ее измерить.

Когда мы говорим, что гравитационные волны квантуются, мы имеем в виду, что энергия может передаваться к ним или от них только дискретными порциями, которые мы называем гравитонами. Однако мы ожидаем, что энергия отдельного гравитона настолько мала, что она, вероятно, навсегда останется за пределами экспериментального измерения. Таким образом, любая система, которую мы можем наблюдать, работает в классическом пределе, и квантование гравитационной волны не будет иметь наблюдаемого эффекта.

Объекты не могут просто отдавать энергию гравитационной волне, потому что гравитационные волны генерируются колеблющимся квадруполем в распределении массы. Простейшим примером этого является вращающаяся гантель, которая в основном представляет собой двойную звезду, и мы действительно измерили излучение гравитационных волн в системе двойных пульсаров Халса-Тейлора .

Но связь гравитационного поля с массой чрезвычайно слаба, поэтому, если у вас нет экстремальных систем, таких как двойной пульсар, количество энергии, теряемой гравитационными волнами, невозможно обнаружить. Подробнее об этом см. Возможно ли искусственно создавать гравитационные волны? .

Я не уверен, что ОП имел в виду только астрофизические объекты. Мой взгляд на вопрос ОП: возьмите атом или белок - каждое движение должно излучать волны GR (хотя бы немного). Поскольку эти структуры стабильны, мы можем, таким образом, сказать, что гравитация квантована.
@TomAndersen: проблема в том, что если вы возьмете уравнение Шредингера для водорода и замените константы E&M гравитационными, вы получите «атомы» больше, чем Солнечная система.
Есть ли путь от ОТО к гравитационным волнам, к гравитационным частицам (гравитонам) и к квантовой гравитации?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v