Влияют ли нейтрино на гравитацию?

Профан здесь, но EE и BS физики. Я знаю, что на свет действует гравитация. Но нейтрино? Во время коллапса звезды в нейтронную звезду, когда электроны присоединяются к протонам, образуя нейтроны (например, или при коллапсе звезды в черную дыру?), я читал, что единственное, что может мгновенно «выйти», это нейтрино. (это относится даже к обычной звезде, я полагаю, поскольку фотонам требуется «навсегда», чтобы выйти). Но я знаю, что гравитация в этих случаях, мягко говоря, экстремальна, так что гравитация НЕ влияет на нейтрино? Казалось бы, это противоречиво.

Ниже есть хорошие ответы (особенно @LeosOndra); но я хотел добавить, что согласно общей теории относительности на все действует гравитация. Поскольку гравитация — это искажение самого пространства-времени, не имеет значения, каковы свойства частицы/объекта.

Ответы (5)

Нейтрино, безусловно, подвержены влиянию гравитации. Какой бы экстремальной гравитация ни была вокруг коллапсирующего ядра массивной звезды, реальная проблема заключается в большой плотности материи. Нейтрино гораздо меньше взаимодействуют со звездным веществом, чем другие частицы, поэтому им намного легче уйти, хотя самый центр коллапсирующего ядра непрозрачен даже для них.

На самом деле главная проблема массивной звезды, которая станет сверхновой, не в том, где взять энергию (она под рукой в ​​виде потенциальной гравитационной энергии), а в том, как от нее избавиться ! Энергия должна быть унесена из ядра, чтобы произошел коллапс, и ее уносят нейтрино.

Однако даже нейтрино не вырываются из коллапсирующей звезды мгновенно. Около 1 процента их энергии поглощается внешними слоями, превращая их коллапс во взрыв — видимый фейерверк сверхновой. Остаток (99 процентов!) первоначальной гравитационной энергии спокойно уносится нейтрино.

Только первое предложение касается вопроса и только тогда как утверждение, а не количественный аргумент.

На все частицы, даже безмассовые, действует гравитация — вопрос только в степени.

(Кинетическая) энергия нейтрино, образующихся в сверхновой, составляет порядка 10 МэВ.

Если нейтрино имеют энергию массы покоя, скажем, в эВ (хотя она может быть намного меньше этой), то их гравитационная потенциальная энергия находилась бы на поверхности протонейтронной звезды (радиусом 10 км и около 1 М ⊙ ), будет порядка 0,1 эВ.

Таким образом, нейтрино почти не подвержены влиянию гравитационного потенциала остатка сверхновой и улетают в бесконечность с едва сниженной кинетической энергией.

Это не означает, что гравитация не оказывает сильного влияния на все нейтрино. Нейтрино от Большого взрыва имеют кинетическую энергию меньше мэВ. Если космические нейтринные фоновые нейтрино имеют массу эВ или даже десятых долей эВ, то они будут сильно зависеть от гравитационных потенциалов крупных галактик или скоплений галактик и в результате будут «слипаться». Более подробную информацию о расчете гравитационного сгущения нейтрино в потенциалах галактик и скоплений с помощью уравнения Власова можно найти в Ringwald & Wong (2004) .

Ожидается ли, что космические фоновые нейтрино будут разделены 50 на 50 между левыми и правыми?

На главный вопрос лучше всего отвечает связанный вопрос, но часть этого вопроса о нейтронной звезде - другое дело.

Обычные частицы, пытающиеся покинуть нейтронную звезду, сталкиваются не только с гравитацией, но и с электрослабым взаимодействием . И с плотностью нейтронных звезд последняя тоже очень сильная. На нейтрино не так сильно влияют электрослабые взаимодействия, поэтому они «мгновенно» покидают нейтронные звезды.

На нейтрино , конечно, действует слабое взаимодействие. Вот так они взаимодействуют. Причина, по которой они убегают от нейтронных звезд, заключается в том, что поперечное сечение слишком мало, чтобы их остановить. Однако вопрос был о гравитации.

Считается, что нейтринные осцилляции каким-то образом связаны с квантовой гравитацией или что квантовая гравитация участвует в процессе, посредством которого нейтрино колеблются между разными ароматами . Что касается того, влияют ли на их траектории гравитационные поля, нужно вспомнить о наблюдениях сверхновых и о том факте, что нейтрино покидают сверхновые быстрее света. В свете этих наблюдений можно сделать вывод, что либо что-то замедляет свет (возможно, коллапсирующее гравитационное поле), либо нейтрино опережают свет благодаря некоему квантовому эффекту.

Я подозреваю, что траектория нейтрино может быть изменена эффектами квантовой гравитации, если при оценке вероятности этого учитываются очень большие числа. Однако меня больше интересуют колебания вкуса. По моему мнению, это могло бы произойти, если бы фоновая частица (частица гравитации) обменялась Z-бозоном с нейтрино. Результатом размышлений об этом было то, что мы можем заключить из этого, что эта гравитационная частица, вероятно, является электроном. Кроме того, в коллапсирующих гравитационных полях электрон был бы идеальным кандидатом для объяснения «замедления» света сверхновых.

Механизм замедления света — непрозрачность. Даже на Солнце время диффузии фотонов составляет в среднем несколько тысяч лет, прежде чем они окончательно испускаются в вакууме. В сверхновой передача света останавливается тем же механизмом, но сильный взрыв через некоторое время высвобождает все это. Нейтрино не испытывают эффектов непрозрачности
Хорошо, но эта непрозрачность в конечном счете вызвана тем фактом, что фотоны взаимодействуют с субатомными частицами (такими как электроны). Мы знаем, что электрон поглощает и испускает фотоны. Мы знаем, что звезды содержат электроны. Следовательно, само собой разумеется, что электроны в некоторой степени ответственны за замедление света, выходящего из сверхновых. Нет?

Я тоже непрофессионал, но могу ответить на ваш первый вопрос, сказав, что общая теория и определение гравитации связаны со всем, что связано с массой. Поскольку нейтрино являются частицами и имеют массу, то да, на них действует гравитация. Фотоны также являются субатомными частицами. Поскольку мы можем видеть, что фотоны изгибают свой поток при прохождении планет и других больших гравитационных масс, это подтверждает идею о том, что невидимые нейтрино также изгибаются в гравитационных полях. Что касается коллапсирующих звезд, я согласен с приведенным выше утверждением, что плотность этой огромной реакции вызовет определенное поведение, которое может привести к разрушению всего, кроме нейтрино. Это опирается на веру в наше нынешнее понимание нейтрино как почти неразрушимого. Нейтрино может пройти через сотни тысяч миль стали, не причинив вреда, в то время как атом, движущийся с той же скоростью, полностью распадется при ударе. Это хорошая аналогия с экстремальными гравитационными и разрушительными силами, действующими в коллапсирующей звезде.

Я не уверен, что нерушимый - это правильное слово. Вы имеете в виду, что эти частицы не состоят из более мелких составных частиц?
Вы правы. Я думаю, что квази-неразрушимый мог бы быть лучшим словом. Любая физическая вещь, которая может пройти 300 000 миль по сплошному стальному стержню, не останавливаясь и не замедляясь, в моем представлении довольно неразрушима, но, возможно, не полностью. Что касается теорий о том, что нейтрино состоят из разных частиц, то я их поддерживаю, но это не то, что я склонен принимать так же безоговорочно, как другие. Прошу прощения, если моя формулировка оскорбила какие-либо теории. Но да, у меня есть свои.
Что ж, остановка из-за того, что вы попали в световой год свинца, не обязательно означает уничтожение объекта. Можно представить себе удар о стену из свинца/стали, что угодно, и не развалиться на части, но это не означает, что указанный объект неразрушим. Нейтрино могут проходить через огромное количество массы, потому что они почти никогда ни с чем не взаимодействуют, а не из-за присущей им неразрушимости. Протон, ударившийся о ту же стену, может остановиться, но и не разрушится автоматически...
Я согласен. «Почти» никогда не делает их разрушаемыми.
Опять же, я думаю, что любое слово, относящееся к разрушению , здесь неверно. Если частица с чем-то взаимодействует, она может преобразовать свою энергию в другую форму (например, в другой, другой тип частицы), но я бы не стал описывать это как разрушение исходной падающей частицы.
Как я уже сказал, я мирянин. Но я думаю, что у нас нет никакого способа наблюдать за такими частицами, и мы не знаем, кроме теории, как они будут или не будут вести себя при любых обстоятельствах. Однако мы можем видеть, как рушатся звезды, и я знаю, что по крайней мере часть научного сообщества считает, что почти все «разрушается» в результате этой бурной реакции. Кроме нейтрино. Опять же, нет никакого способа доказать это, и, честно говоря, я не придерживаюсь какой-либо теории на 100%.
Однако мы наблюдаем эти «другие» частицы. Вот как мы узнаем, что нейтрино присутствовало, наблюдая его предсказанные продукты распада/дочерние продукты. Мы также использовали наблюдения за нейтрино до, во время и после знаменитой SN1987A, чтобы решить, действительно ли нейтрино имеют массу (что, как мы полагаем, они имеют). Когда звезда рушится, не все разрушается. Большая часть высвобождаемой энергии уходит на нейтрино, а несколько процентов уходит на образовавшуюся ударную волну. Во всех случаях массивное ядро ​​остается в той или иной форме с М ≥ М ⊙ ...
Согласованный. Я не знаю, как долго выживает ядро ​​и продолжает ли оно распадаться после того, как видимая энергия преобразуется в ударные волны. Я верю, что эти ударные волны могут двигать нейтрино, но я не готов сказать, что нейтрино создаются ударными волнами. На самом деле, я не совсем согласен ни с тем, что нейтрино вообще создаются, ни с тем, что они переносятся из какого-то другого процесса внутри звезд. Я не думаю, что у нас есть достаточно доказательств, чтобы быть уверенным в этом. Кроме этого, я уверен в их существовании и в том, что они реагируют на гравитацию.
Влияют ли нейтрино на гравитацию?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 9v