Lo que es? Por qué lo necesitas? Y si es necesario?

Probablemente, antes de hablar de la gravedad cuántica, solo tengo que hablar de gravedad.

Gravedad, o gravedad, atracción (a la tierra) – esto es lo que, que todo el mundo aprende de su propia experiencia nada más nacer. En la escuela aprendemos, que sobre este tema resulta y existen teorías. Quizás todos puedan contar una historia sobre Newton y la manzana.. Muchos, si no todos, también escuché sobre Einstein, que logró confundir algo tan simple y comprensible como esto, que logré la adoración universal.

¿Qué es la gravedad en ordinario?, todo el mundo entiende? Cómo qué – donde sea que estemos, o no se encontró ningún artículo, el poder está en todas partes, buscando ponernos en contacto directo con la superficie de la tierra, género – con todo eso, que hay entre nosotros y la tierra. Sí, y de pie en la superficie, no nos olvidaremos de la presencia de este poder. Ella presiona – y punto. En teoria Newton esta fuerza se llama gravitacional y está disponible en cualquier punto (diferente, por supuesto) fuera de cualquier cuerpo masivo. Es ella quien sostiene tales cuerpos, por ejemplo, planetas y estrellas uno al lado del otro. asi que, el primer y familiar punto de vista sobre la gravedad – esta idea de ella como una fuerza. Además, sobre el poder de la universalidad, que afecta a todo y a todos los que están cerca de la Tierra. Y bastante especial, porque ella nunca repele, pero solo atrae.

Estamos familiarizados con diferentes fuerzas.. La idea más común de ellos surge de la necesidad de aplicar esta misma fuerza, mover algo, moverse. Que significa moverse? Así que esto – cambiar la posición de un objeto en relación con otros, cambiar distancias a ellos. Resulta, qué cambio en la distancia entre objetos y hay una indicación de la presencia, la acción de fuerzas entre ellos?

En la vida cotidiana, también nos encontramos muy a menudo con una fuerza especial., que se llama la fuerza de inercia. Se manifiesta más claramente cuando se encuentra con algún tipo de obstáculo., que de repente (tal vez no muy de repente) surge en el camino de nuestro movimiento. Pensar, pocas personas se han escapado de estrellas en los ojos o incluso de un golpe en la frente después de un encuentro inesperado con algún pilar, madera o pared. Y de nuevo tenemos (muy rapido) cambiando la distancia entre objetos. Pero que bueno es antes de una reunión – el movimiento puede no requerir ninguna fuerza en absoluto. Cómo Galileo logró establecer, incluso si las distancias del sujeto a los demás cambian, pero cambia de cierta manera, entonces ninguna fuerza actúa sobre este objeto. A saber, si el cuerpo se mueve uniformemente y en línea recta. Y si de manera uniforme y / o no lineal, entonces las fuerzas actúan.

Averiguado? No estaba ahí. Admitamos, moverse uniformemente y en línea recta a lo largo del vagón del tren, que se acelera por ferrocarril, envolviendo la montaña. Si las fuerzas actúan sobre ti o no? Esto y aquello. Movimiento por naturaleza relativamente. Sobre lo que necesitas para moverte de manera uniforme y en línea recta., para que no haya fuerzas garantizadas que actúen sobre ti?

Inicial, en la época de Newton, la respuesta a esta pregunta fue la siguiente: Hay algunos, los mejores marcos de referencia (es decir, cuerpos, relativo al cual deben medirse todos los movimientos). Se llaman inerciales. Aquí, con un movimiento uniforme y rectilíneo en relación con estos, y solo estos marcos de referencia y ninguna fuerza actúan sobre los objetos. Si en relación con tales marcos de referencia, el cuerpo se mueve de manera desigual y / o no rectilíneamente, luego esto significa, que las fuerzas actúan sobre él. Verdadero, fuerzas correctas. Si el objeto se mueve en relación con algunos objetos, que a su vez se utilizan como cuerpos de referencia, pero no constituyen un marco de referencia inercial, entonces ficticio, fuerzas de inercia. Y esto se suma al real, fuerzas correctas, cuales, en general, puede no ser. Y cuales son las fuerzas reales? Por ejemplo, electromagnético. Y también gravitacional. Esos mismos, que nos interesa aquí. Como esto.

Pero fíjate, Las fuerzas de inercia falsas pueden proporcionarle un golpe muy real en la frente., si te olvidas de ellos! pero, la teoría decía solo eso. Fuerzas divididas en “verdadero” y “falso”, marcos de referencia en “Buenos” y “malo”. Y, naturalmente, surgió la pregunta – bueno, que tipo de cuerpos componen bien, verdadero marco de referencia inercial? Nadie encontró la respuesta a esta pregunta.! sí, muchos marcos de referencia afirman ser una aproximación bastante buena a la inercia. A principios del siglo XX, las estrellas distantes se consideraban la mejor aproximación a un marco de referencia verdaderamente inercial.. Pero todavía estaba lo suficientemente claro, que no es mas, que una aproximación. Alguien dirá – pregunta ociosa. Y la fuerza? Después de todo, es precisamente con la solución de este problema que está relacionada la división de fuerzas en reales y ficticias., fuerzas de inercia. Así que esta pregunta no es de ninguna manera ociosa., pero el mas critico. La Teoría General de la Relatividad es un intento de responder a esta pregunta.. Esta respuesta suena así: No es necesario buscar un marco de referencia inercial en algún lugar lejano.. En cada punto del espacio-tiempo hay un conjunto completo de sistemas inerciales., sistemas de inercia local. Y este es uno de los postulados de la teoría. Este postulado se basa en la observación, esa gravedad (recordar, uno de “verdadero” efectivo!) no se observa en absoluto en el marco de referencia, cayendo libremente en un campo gravitacional. Einstein solía explicar esta afirmación mediante experimentos., retenido en un ascensor que cae.

Así que lo que sucede, según Einstein, la gravedad no es una fuerza real, pero solo la fuerza de la inercia, Se destruye fácilmente simplemente eligiendo el marco de referencia correcto.? Entonces, y no tanto. Aunque la gravedad, y las fuerzas de inercia resultan ser prácticamente indistinguibles en regiones muy pequeñas del espacio-tiempo, en la zona (es decir. en este lugar), hay dos posibilidades para distinguirlos. El primero de ellos, menos de principios, relacionado con, que en la mayoría de los casos, Al elegir un marco de referencia adecuado, las fuerzas de inercia se pueden quitar de consideración. (a cero) no solo en el punto, pero también en alguna zona. El segundo, fundamental, relacionado con, que la gravedad tiene sus fuentes, es decir. puntos singulares en el espacio-tiempo, en el que las masas están, creando estas fuerzas, atrayendo a otras masas. A “en verdad” Las fuerzas de inercia de tales fuentes no tienen. Pero aún, luego, que la fuerza de la gravedad resultó ser al menos localmente destruida al elegir un sistemas coordinados, es un hecho fundamental. Y este hecho no es el último en comprender la respuesta a la pregunta., que está en el título de este artículo.

La Teoría General de la Relatividad conecta la manifestación de la interacción gravitacional con la diferencia en los valores de los componentes de la métrica. tensor de esos valores, que tiene el tensor métrico en el caso (seudo)Espacio euclidiano. Especial métrica (seudo)En este caso, el espacio euclidiano se pone en correspondencia con el mismo, ideal, el mejor marco de referencia inercial. La relación aquí es uno a uno. – en marco de referencia inercial (coordenadas) métrica siempre (seudo)Euclides, y viceversa, si la métrica en algún sistema de coordenadas (seudo)Euclides, entonces es inercial. Dichos marcos de referencia deben estar extremadamente distantes de cualquier masa gravitante.. Y cuanto más cerca estamos de alguna masa, cuanto más difiere la métrica en este punto de (seudo)Euclidiana. Qué significa, la métrica es diferente de (seudo)Euclidiana? Esto significa, ¿Qué pasa si llenamos toda el área en consideración con una cuadrícula de coordenadas continua de las líneas de existencia de los cuerpos de prueba?, organismo de puntos de referencia, entonces no consistirá en líneas paralelas y perpendiculares. En algún lugar las líneas serán más gruesas, en algún lugar más delgado. Observar, la métrica es la imagen del cuerpo de referencia, con la ayuda de la cual se forma el marco de referencia.

Enfatizo, la descripción clásica de la gravedad es una descripción de la diferencia entre un marco de referencia y un cierto estándar, inercial, euclidiana (más precisamente, pseudo-euclidiana).

¿Cómo, entonces, describir las fuerzas gravitacionales en el caso cuántico?? Después de todo, nadie canceló el principio de complementariedad de Bohr., quien formuló algo muy natural – todas las medidas, que producimos, son hechos electrodomésticos clásicos. No es nada mas, cómo declaración de que, que cualquiera de nuestro marco de referencia es clásico. Por eso todos los intentos “cuantificar” las métricas están condenadas al fracaso. El concepto métrico es puramente clásico. Todavía no hay “gravedad cuántica”.

Dónde está la salida? Las fuerzas electromagnéticas están bien descritas en la aproximación cuántica.. Además, en la aproximación cuántica ( alli y luego, cuando un número relativamente pequeño de partículas interactúa) también hubo otras fuerzas, o más bien interacciones – los llamados débiles y fuertes. También ellos ya están bien descritos en la aproximación cuántica.. ¿Qué tal gravitacional?? Después de todo, también debemos aprender a describir la gravedad en esta aproximación., no es asi?

Si es necesario? Echemos un vistazo más de cerca a la imagen que tenemos.. En la aproximación clásica, solo conocemos bien dos fuerzas. Electromagnético y gravitacional. Además, el segundo es en cierto sentido más general, que el primero. En el sentido, que la presencia de energía-momento electromagnético en una determinada región significa necesariamente que la métrica en esta región difiere de la pseudoeuclidiana, y de ahí la presencia de gravedad en él. Y viceversa – No! Gravedad, descrito por el tensor métrico, según Einstein, es un atributo indispensable de energía-momento. Las fuerzas electromagnéticas dejan alguna marca en la métrica, pero ellos mismos no están descritos por la métrica. Los intentos de Einstein, y no solo el, construir una descripción de las fuerzas electromagnéticas utilizando estructuras geométricas no tuvieron éxito. La razón, en mi opinión, Inicialmente hubo una interpretación incorrecta del significado físico de la métrica, que se identificó con el potencial del campo gravitacional. Inevitablemente apareciendo en teoría conexión afín identificado con fuerza. Pero debería ser todo lo contrario. además, debido a su exitosa aplicación para describir la gravedad, la métrica empezó a parecer primaria, absolutamente necesariamente existente bajo cualquier circunstancia estructura. Con un cambio de atención en teoría a las propiedades de la conexión afín, Es fácil y natural incluirlo en el esquema general de la descripción clásica y el electromagnetismo.. Y la métrica en este caso resulta ser, de una manera obvia, una puramente clásica. (existiendo y trabajando solo en la aproximación clásica) campo.

asi que, electromagnético (mejor decir – electrodébil) las interacciones son clásicas. Las interacciones fuertes en la aproximación clásica no tienen ningún análogo. Y gravitacional – no tiene análogo en la aproximación cuántica. Dice algo?

En la aproximación cuántica, todo lo que, que, al pasar a lo clásico, genera una métrica y un potencial electromagnético, ya no está descrito por la métrica. Pero sigue siendo descrito por una conexión afín. Y la clasificación de las propiedades de conexión es algo diferente.. Estas propiedades son solo aquellas, lo que ahora se llama interacciones fuertes. Como una cuestión de hecho, De hecho, ya tenemos una descripción de la gravedad cuántica.. Solo llamamos al mejor modelo utilizado para esta cromodinámica cuántica..

© Gavryusev V.G.
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