Больше информации на эту тему на сайте http://top-formula.net
ГЛАВА 3.
КВАНТОВАЯ ГРАВИТАЦИЯ
3.10 Квантовая суть гравитации
А теперь покажем, что квантовая теория гравитации и квантовая механика взаимосвязаны.
В квантовой теории гравитации постоянная Планка, скорость света и массы элементарных частиц зависят от гравитационного потенциала, создаваемого всей материей Вселенной. К примеру, чем выше гравитационный потенциал, тем меньше величина постоянной Планка. Значит, тем меньше неопределённости в микромире.
Основной вклад в значение гравитационного потенциала вносят далёкие объекты, а это и есть основная масса Вселенной. Влияние ближних тел, пусть даже тяжёлых, очень мало. Но всё же это влияние есть. Поэтому состояние субатомного мира немного изменяется вблизи большой массы.
А есть ли обратный эффект – влияет ли квантовый мир на гравитацию? Вернее, вопрос лучше задать так: есть ли взаимосвязь между неопределённостью в микромире и гравитацией?
Используя Вторую формулу, в которой постоянная Планка определяется гравитационным потенциалом, можно объяснить механизм гравитационного взаимодействия. Даже более – объяснить, почему гравитационное притяжение такое слабое, гораздо слабее электромагнитного и ядерного взаимодействий. Это те вопросы, которые до сих пор не имели ответа в современной физике.
Теория всемирного тяготения Ньютона описывает, как тела движутся в гравитационном поле. Но эта теория совсем не говорит о том, почему предметы притягиваются друг к другу. Общая теория относительности тоже не объясняет механизма гравитационного притяжения. Более того, ОТО вообще отходит от понятия гравитационного поля, использует “нефизическую” риманову геометрию. То есть, ни одна из двух теорий гравитации не описывает механизма гравитационного притяжения.
Попробуем восполнить этот пробел, используя квантовую теорию гравитации. Тем более что в этой теории есть взаимосвязь между фундаментальными постоянными, которые определяют состояние микромира, и одной из самых важных характеристик тяготения – гравитационного потенциала.
Пусть в гравитационном поле, создаваемом массой М, находится электрон. Рассмотрим две близлежащие точки А и В, в которых этот электрон может оказаться (рисунок 26, вверху).
Допустим, электрон появился в точке А. Но пребывание его там будет недолгим. Ведь микромир “дышит” неопределённостью. Есть вероятность, что спустя какое-то время электрон окажется в точке В. Если это произойдёт, то опять же из-за неопределённости появится вероятность обратного перехода – из В в А. Равны ли между собой эти вероятности – перехода из А в В и перехода из В в А?
Предположим, никакие силы, кроме гравитации, на электрон не действуют. Тяжёлая масса ограничивает неопределённость в движении частицы. И чем ближе к этой массе находится электрон, тем меньше неопределённости в её движении.
Мы подошли к разгадке механизма гравитации.
Если обе точки находятся на одинаковом расстоянии от тела М, то вероятности двух переходов (прямого и обратного) равны между собой, потому что точка А в этом случае ничем не отличается от точки В. Но если точки А и В находятся на разных расстояниях от тела М, то ситуация принципиально другая. Эти точки будут отличаться друг от друга значениями постоянной Планка в них.
Допустим, А находится дальше от тела М, чем В. Это означает, что в А значение постоянной Планка выше, чем в В. Получается, неопределённости в движении электрона в А больше, чем в В. Следовательно, вероятность перехода электрона из А в В выше, чем вероятность обратного перехода. Частица движется в сторону с большей определённостью.
Вы заметили, что мы описали гравитационное взаимодействие, как чисто квантовое явление? Чем ближе частица к тяжёлому телу, тем меньше неопределённости в её движении. Поэтому электрон и движется в сторону тяжёлого тела, где неопределённости меньше.
Легко также объяснить, почему гравитационное притяжение такое слабое. Потому что значение гравитационного потенциала в каждой точке создают в основном удалённые звёзды и прочая материя, то есть вся Вселенная. А ближайшие тела лишь незначительно, на доли процента, изменяют значение общего гравитационного потенциала. Поэтому и тяготение отдельной звёзды чрезвычайно мало по сравнению с воздействием всей громады вселенской массы.
Вот как связаны квантовая теория гравитации и квантовая механика. Более того, получается, тяготение – исключительно квантовое явление!