Насколько тяжелым может быть гравитон?

Ученые пытаются определить свойства  Гравитоны определить - гипотетической частицы, той гравитационное взаимодействие упражнения в им Журнал астрофизики высоких энергий В своей опубликованной работе профессор Марек Бесиада и его коллеги обнаружили новое ограничение массы галактики на основе анализа 12 скоплений галактик. Гравитоны полученный. Это на семь порядков сильнее ограничений, вытекающих из наблюдений за  Гравитационные волны результат.

Умереть Общая теория относительности (ОТО) изменили наши представления о гравитации. После кривых АРТ материя пространство-время, и все объекты движутся в этом искривленном пространстве-времени по определенным траекториям, которые геодезисты называются, если на них не влияют другие, негравитационные взаимодействия. Воспроизведено для не очень больших искривлений пространства-времени и малых скоростей по сравнению со скоростью света теория Эйнштейна Закон всемирного тяготения Ньютона, который мы до сих пор успешно используем для объяснения движения планет или звезд в галактики описать.

Мы знаем, что остальные три фундаментальных взаимодействия — электромагнитное взаимодействие с большой дальностью, а также слабые и сильное взаимодействиекоторые контролируют материю на субатомном уровне - носят квантово-механический характер. В квантовое описание Взаимодействие предполагает обмен частицей (бозоном), которая его переносит. Для электромагнетизма это фотон — световая частица, квант электромагнитной волны. Для сильного и слабого взаимодействия это глюоны или бозоны Z и W. Уже более ста лет физики пытаются вселенская гравитация таким же образом и искать квантовую теорию тяготение. По аналогии с другими взаимодействиями гипотетической гравитационной частицей-носителем будет так называемый гравитон. Из-за бесконечного диапазона гравитационного взаимодействия, которое уменьшается пропорционально квадрату расстояния, это должно было бы быть Гравитон - как фотон - быть безмассовым. Однако это лишь теоретические предсказания, которые нуждаются в экспериментальной проверке.

 Источник изображения: Pixabay / Источник

Учитывая свойства гипотетического Гравитоны изученных, можно задать обратный вопрос: какие наблюдаемые следствия должны были появиться в доступной нам картине Вселенной и ее динамики, если бы гравитон обладал иными свойствами, чем мы ожидаем, — например, если бы он имел очень малую, но не нулевую , можно было бы иметь массу? Если данные наблюдений, которые всегда подвержены неопределенностям, с гипотезой о безмассовом Гравитоны согласитесь, то неопределенность, связанная с этими данными, допускает максимальную массу Гравитоны оценивается заранее, т. е. позволяет ответить на вопрос, насколько легким может быть гравитон, чтобы следствия его массы еще не противоречили наблюдательным данным. В статье, опубликованной в Журнале астрофизики высоких энергий, профессор Марек Биезиада из NCBJ вместе с доктором. Александра Пирковска-Курпас из Силезского университета и профессор Шуо Цао из Пекинского педагогического университета выступили с предостережением в отношении масса гравитона mg < 5-10^-29 эВ.


Каждая частица имеет характерную длину, которая так называемая комптоновская длина волны, что обратно пропорционально его массе, объясняет профессор Марек Бесиада. Чем больше масса, тем меньше длина волны этой волны. Для взаимодействующих частиц длина волны Комптона определяет диапазон взаимодействия. Нулевая масса означает бесконечную комптоновскую длину волны, то есть бесконечный диапазон. В случае электромагнетизм теория предсказывает, что фотон должен быть безмассовым. То же самое относится и к гравитации. Так что проверка массы гравитона — это проверка теории. Это очень важный тест, поскольку некоторые исследователи предложили теории, которые модифицируют ВРТ и предсказывают, что площадь гравитационное взаимодействие должно быть конечным. В таких теориях будет Ньютоновский потенциал изменено: на больших расстояниях сила гравитации быстрее, чем квадрат расстояния.

печать