Я слышал два разных описания гравитации, и мне интересно, как они работают вместе.
Первый — Гравитоны:
«Три другие известные силы природы опосредованы элементарными частицами: электромагнетизм — фотоном, сильное взаимодействие — глюонами и слабое взаимодействие — бозонами W и Z. Гипотеза состоит в том, что гравитационное взаимодействие также опосредовано — пока еще не открытая - элементарная частица, получившая название гравитон. В классическом пределе теория сводится к общей теории относительности и соответствует закону тяготения Ньютона в пределе слабого поля ». -- Источник
Признаюсь, я мало о них знаю, но предполагаю, что они будут работать так же, как фотоны в ЭМ.
Второй, который я понимаю лучше, дается ОТО и заключается в том, что пространство-время искривляется массой-энергией, подобно тому, как его искривляет помещение тяжелого предмета на одеяло.
Итак, как они будут работать вместе? Будут ли кривые пространства-времени аналогичны «гравитонному полю», где более массивные/энергичные объекты создают более сильное поле, к которому притягиваются другие объекты, а возбуждения в поле производят гравитоны?
На уровне понимания данных и наблюдений, которые у нас есть до сих пор, общая теория относительности хорошо описывает то, что мы воспринимаем в космосе, а квантовая теория поля — то, что мы наблюдаем в микромире элементарных частиц и их взаимодействии. До сих пор они не были объединены, т. е. не существует общепринятой единой теории, которая плавно соединяла бы эти две математические структуры. Теория струн — единственная известная теория, которая имеет как квантование гравитации, так и групповые структуры, которые могут соответствовать стандартной модели элементарных частиц , но она все еще находится на исследовательском уровне из-за сложности возможных математических систем.
На данный момент гравитоны являются гипотетическими частицами наравне с фотонами, глюонами и ZW-мезонами в теории струн.
Теория струн предсказывает существование гравитонов и их четко определенных взаимодействий. Гравитон в теории пертурбативных струн — это замкнутая струна, находящаяся в очень особом низкоэнергетическом колебательном состоянии.
того же класса, что и другие частицы, которые также являются определенными колебательными уровнями струн.
Классический тензор энергии напряжения, который макроскопически описывается общей теорией относительности как искажение пространства-времени, возникнет в результате слияния бесчисленных гравитонов, аналогично тому, как электрические и магнитные поля возникают в результате слияния бесчисленных фотонов, электромагнитные поля которых хорошо описаны. по уравнениям Максвелла.
Даже когда нам удастся создать Теорию всего (ToE), каждая наблюдаемая область будет описываться на своем уровне математической сложности. Например, когда кто-то занимается оптикой, он забывает, что свет состоит из фотонов, и очень успешно использует классические уравнения, за исключением областей, где квантование важно для понимания.
Они не работают вместе, это конкурирующие описания гравитации.
С точки зрения КМ гравитация опосредована гравитоном. Представьте себе гравитоны, сталкивающиеся с фотонами, передающие силу гравитации, тем самым изменяя пути фотонов.
С точки зрения ОТО масса искажает пространство-время, и любые фотоны, проходящие через него, теперь имеют искривленные траектории.
Таким образом, вы могли видеть, как они оба выполняют одно и то же, просто делают это по-разному.
Джон Ренни