Cos'è? Perché è necessario?? Ed è necessario?

Forse, prima di parlare di gravità quantistica, dovremo solo parlare di gravità.

Gravità, o gravità, attrazione (alla terra) – Questo è ciò, che ognuno impara dalla propria esperienza non appena nasce. A scuola impariamo, che risulta che ci sono teorie su questo argomento. Forse tutti possono raccontare una storia su Newton e la mela. Molti, se non tutto, ne ho anche sentito parlare Einstein, che è riuscito a confondere così una cosa così semplice e comprensibile, che ha raggiunto il culto universale.

Cos'è la gravità nell'ordinario, in modo chiaro a tutti? Tipo cosa – non importa dove siamo, o qualsiasi elemento non è stato trovato, c'è potere ovunque, cercando di portarci in contatto diretto con la superficie della terra, pavimento – con tutto questo, cosa c’è tra noi e la Terra. E stare in superficie, non dimenticheremo la presenza di questo potere. Lei preme – e periodo. In teoria Newton questa forza è chiamata forza gravitazionale ed è presente in qualsiasi punto (diverso, ovviamente) al di fuori di qualsiasi corpo massiccio. È lei che detiene tali corpi, per esempio, pianeti e stelle uno accanto all'altro. COSÌ, il primo e familiare punto di vista sulla gravità – questa idea di lei come forza. E sul potere dell'universale, che colpisce tutto e tutti vicino alla Terra. E piuttosto speciale, perché non si allontana mai, ma attrae solo.

Conosciamo forze diverse. L'idea più comune nasce dalla necessità di applicare proprio questa forza, spostare qualcosa dal suo posto, mossa. Cosa significa muoversi? Il che significa questo – cambiare la posizione di un oggetto rispetto agli altri, modificare le distanze da essi. Si scopre, che cosa il cambiamento delle distanze tra gli oggetti è un'indicazione della presenza, azione delle forze tra di loro?

Nella vita di tutti i giorni, incontriamo anche molto spesso un potere speciale., che si chiama forza d'inerzia. Si manifesta più chiaramente quando incontra un ostacolo., che all'improvviso (forse non molto all'improvviso.) sorge nel modo del nostro movimento. Pensare, poche persone nella loro vita sono sfuggite alle stelle negli occhi o anche a un bernoccolo sulla fronte dopo un incontro inaspettato con una specie di pilastro, albero o muro. E di nuovo abbiamo (molto veloce) modificare la distanza tra gli oggetti. Ma quanto è bello incontrarsi – il movimento potrebbe non richiedere alcuna forza. Come Galileo riuscito ad installare, anche se le distanze dall'oggetto agli altri e cambiano, ma cambia in un certo modo, quindi nessuna forza agisce su questo oggetto. Vale a dire, se il corpo si muove in modo uniforme e in linea retta. E se uniformemente e/o indirettamente, allora le forze agiscono.

Inteso? Non c'era. Diciamo, muoversi in modo uniforme e in linea retta lungo il vagone, che accelera sulla ferrovia, serpeggiando intorno alla montagna. Forze che agiscono su di te o meno? Quello e quello. Movimento per natura relativamente. Relativo a ciò di cui hai bisogno per muoverti in modo uniforme e rettilineo, in modo che nessuna forza agisca su di te?

Iniziale, ai tempi di Newton, la risposta a questa domanda era: Ci sono alcuni, migliori sistemi di riferimento (cioè il corpo, rispetto al quale tutti i movimenti devono essere misurati.). Si chiamano inerziali. Qui, con moto uniforme e rettilineo rispetto a questi, e solo questi sistemi di riferimento e nessuna forza agiscono sugli oggetti. Se rispetto a tali quadri di riferimento il corpo si muove in modo non uniforme e/o non rettilineo, poi questo significa, che le forze agiscono su di esso. Vero, forze giuste. Se un oggetto si sta muovendo rispetto ad alcuni oggetti, che a loro volta vengono utilizzati come organi di riferimento, ma non costituiscono un sistema di riferimento inerziale, poi fittizio, forze inerziali. E questo è in aggiunta al reale, le forze giuste, quale, generalmente, potrebbe non essere. E quali sono i veri poteri?? per esempio, elettromagnetico. E anche gravitazionale. Quelli stessi, che ci interessano qui. Come questo.

Ma nota, forze d'inerzia fittizie possono fornirti un vero e proprio urto sulla fronte, se te ne dimentichi! ma, lo dice la teoria. Divise le forze in “vero” e “fittizio”, sistemi di riferimento per “quelli buoni” e “cattivo”. E, naturalmente, è sorta la domanda – Bene, che tipo di corpi costituiscono un bene, vero sistema di riferimento inerziale? Nessuno ha trovato una risposta a questa domanda.! sì, molti quadri di riferimento rivendicavano un'approssimazione abbastanza buona dell'inerziale. All'inizio del XX secolo si riteneva che la migliore approssimazione a un sistema di riferimento veramente inerziale fossero le stelle lontane. Ma era ancora abbastanza chiaro, che non è altro, che un'approssimazione. Qualcuno dirà – domanda oziosa. E le forze? Del resto, è proprio con la soluzione di questo problema che si divide la forza in reale e fittizia, forze d'inerzia. Quindi questa domanda non è affatto inutile., e il più critico. La Teoria Generale della Relatività è un tentativo di rispondere a questa domanda.. Questa risposta suona così: Il sistema di riferimento inerziale non ha bisogno di essere cercato da qualche parte lontano. In ogni punto dello spazio-tempo esiste un intero insieme di sistemi inerziali, sistemi localmente inerziali. E questo è uno dei postulati della teoria. Questo postulato si basa sull'osservazione, quella gravità (lascia che te lo ricordi, uno di “vero” forze!) non osservato affatto nel quadro di riferimento, cadere liberamente in un campo gravitazionale. Einstein di solito spiegava questa affermazione con gli esperimenti, trattenuto in un ascensore in caduta.

Allora cosa succede, secondo Einstein, la gravità non è una forza reale, ma solo la forza d'inerzia, facilmente distrutto da una semplice scelta del corretto quadro di riferimento? COSÌ, e non così. Nonostante la gravità, e le forze d'inerzia risultano essere praticamente indistinguibili in piccolissime regioni dello spazio-tempo, localmente (cioè. in questo posto), ci sono due possibilità per distinguerli. Il primo, meno principi, relativo a, quello nella maggior parte dei casi, scegliendo un sistema di riferimento appropriato, la forza di inerzia può essere sottratta alla considerazione (a zero) non solo al punto, ma anche in alcune zone. Secondo, fondamentale, relativo a, che la gravità ha le sue fonti, cioè. punti singolari nello spazio-tempo, in cui si trovano le masse, creando queste forze, attirare altre masse. UN “VERO” le forze inerziali non hanno tali fonti. Ma ancora, poi, che la forza di gravità si è rivelata almeno localmente annientata scegliendo un'appropriata sistemi di coordinate, è un fatto fondamentale. E questo fatto non è l'ultimo a capire la risposta alla domanda, che è nel titolo di questo articolo..

La Teoria della Relatività Generale collega la manifestazione dell'interazione gravitazionale con la differenza nei valori delle componenti della metrica tensore da quei valori, che ha il tensore metrico nel caso (pseudo-)Spazio euclideo. Speciale metrica (pseudo-)Lo spazio euclideo in questo caso viene messo in corrispondenza dello stesso, ideale, miglior sistema di riferimento inerziale. La relazione qui è uno a uno – in un sistema di riferimento inerziale (coordinate) metrica sempre (pseudo-)Euklidova, e viceversa, se la metrica si trova in qualche sistema di coordinate (pseudo-)Euklidova, allora è inerziale. Tali sistemi di riferimento devono essere estremamente distanti da eventuali masse gravitanti. E più siamo vicini a una massa, tanto più la metrica a questo punto differisce da (pseudo-)Euklidovoy. Cosa significa, la metrica è diversa da (pseudo-)Euklidovoy? Questo significa, e se riempissimo l'intera area in esame con una griglia di coordinate continua di linee di esistenza dei corpi di prova, punti del corpo di riferimento, allora non sarà composto da linee parallele e perpendicolari. Da qualche parte le linee saranno più spesse, da qualche parte più sottile. Osservare, la metrica è l'immagine del corpo di riferimento, con l'aiuto del quale si forma il sistema di riferimento.

Sottolineo, la descrizione classica della gravità è una descrizione della differenza tra il sistema di riferimento e un certo riferimento, inerziale, euclideo (più precisamente, pseudo-euclidea).

Ma come descrivere allora le forze gravitazionali nel caso quantistico? Dopotutto, nessuno ha cancellato il principio di complementarità di Bohr, che ha formulato una cosa molto naturale – tutte le misurazioni, che produciamo, vengono fatti dispositivi classici. Non è nient'altro, come dichiarazione che, che qualunque nostro quadro di riferimento sia classico. Ecco perché tutti i tentativi “quantizzare” metriche destinate a fallire. La metrica è un concetto puramente classico. Qui non lo è ancora “gravità quantistica”.

Dov'è l'uscita? Le forze elettromagnetiche sono ben descritte nell'approssimazione quantistica. Inoltre, nell'approssimazione quantistica ( lì e poi, quando un numero relativamente piccolo di particelle interagiscono) sono state scoperte anche altre forze, o meglio, interazioni – i cosiddetti deboli e forti. Sono anche ben descritti nell'approssimazione quantistica. Che ne dici di gravitazionale? Dopotutto, dobbiamo anche imparare a descrivere quelli gravitazionali in questa approssimazione, non è così?

Se è necessario? Diamo uno sguardo più da vicino all'immagine che abbiamo.. Nell'approssimazione classica, siamo ben consapevoli solo di due forze. Elettromagnetico e gravitazionale. Inoltre, la seconda è in un certo senso più generale, rispetto al primo. Nel senso, che la presenza di energia-impulso elettromagnetico in una certa regione significa necessariamente che la metrica in questa regione differisce da quella pseudo-euclidea, e quindi la presenza di gravità in esso. Anzi – No! Gravità, descritto da un tensore metrico, secondo Einstein esiste un attributo indispensabile dell'energia-impulso. Le forze elettromagnetiche lasciano qualche impronta sulla metrica, ma essi stessi non sono descritti dalla metrica. I tentativi di Einstein, e non solo lui, costruire una descrizione delle forze elettromagnetiche utilizzando strutture geometriche non ha avuto successo. Motivo, Secondo me, inizialmente c'era un'errata interpretazione del significato fisico della metrica, che è stato identificato con il potenziale del campo gravitazionale. inevitabilmente è apparso in teoria connessione affine identificato con la forza. Ma dovrebbe essere esattamente il contrario. Oltretutto, grazie al successo dell'applicazione per descrivere la gravità, la metrica cominciò a sembrare primaria, struttura assolutamente necessariamente esistente in qualsiasi circostanza. Quando si sposta l'attenzione in teoria sulle proprietà della connessione affine, è facile e naturale includere l'elettromagnetismo nello schema generale della descrizione classica. E la metrica in questo caso risulta essere puramente classica (esistente e funzionante solo nell'approssimazione classica) campo.

COSÌ, elettromagnetico (meglio dire – elettrodebole) le interazioni hanno una manifestazione classica. Le interazioni forti nell'approssimazione classica non hanno alcun analogo. E gravitazionale – non hanno analoghi nell'approssimazione quantistica. Questo significa qualcosa??

Nell'approssimazione quantistica, tutto quello, che, nel passaggio a quello classico, dà origine al potenziale metrico ed elettromagnetico, non più descritto da metriche. Ma continua ad essere descritto da una connessione affine. E la classificazione delle proprietà di connettività risulta essere leggermente diversa. Queste proprietà sono esattamente quelle, quelle che oggi vengono chiamate interazioni forti. Infatti, in realtà abbiamo già una descrizione della gravità quantistica. Chiameremo semplicemente il miglior modello utilizzato per questa cromodinamica quantistica.

© Gavryusev V.G.
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