Pitanja, odgovori i razgovori

Međudjelovanje gravitacije i gravitacije (gravitona)

Siniša iz Varaždina pita: Ima još jedna stvar koja me muči u svezi gravitona... Da li zakrivljenost prostora utječe na njihovo kretanje?

KK:

Da, zakrivljenost prostora utječe na kretanje gravitona i gravitacijskih valova baš kao i na kretanje svega drugog.

Tu je negdje i ta osnovna razlika između gravitacije i elektromagnetizma: fotoni (prijenosnici elektromagnetske sile) ne djeluju direktno jedan da drugi, dok gravitoni (prijenosnici gravitacijske sile) djeluju. To čini teoriju gravitacije puno kompliciranijom od teorije elektromagnetizma.

Zanimljivo je da je utjecaj gravitacije na gravitaciju i eksperimentalno potvrđen. Naime, kako je spomenuto u odgovoru na pitanje o elektromagnetizmu i zakrivljenju prostora, svaka energija gravitira. To sugerira da bi i sama gravitacijska energija, recimo zbog međusobnog privlačenja materije koja tvori Zemljinu kuglu, trebala sudjelovati u onoj ukupnoj Zemljinoj energiji koju onda privlači Sunce. (Energija Zemlje = Masa Zemlje*c^2 + Toplinska energija + gravitacijska energija + svaka druga energija)

E pa lasersko mjerenje udaljenosti Zemlja-Mjesec s preciznošću od par centimetara (korištenjem ogledala koje je postavio Apollo 11) omogućuje mjerenje sudjelovanja te gravitacijske energije u privlačenju sa Suncem i rezultati nedvojbeno pokazuju da gravitacija Sunca privlači ne samo mase Zemlje i Mjeseca već i te njihove gravitacijske energije.

Tvojim jezikom gravitona reklo bi se da ti eksperimenti pokazuju da Sunce privlači one (virtualne) gravitone koje međusobno izmjenjuju dijelovi Zemljine kugle privlačeći tako jedan drugi i držeći Zemlju na okupu. (Moram još jednom naglasiti da je razmišljati o gravitaciji putem gravitona vrlo spekulativno jer još ne postoji teorija koja opisuje svojstva tih čestica.)

Siniša dalje pita: A zamislimo ovakav pokus.... Imamo tri mase A, B i C i one se nalaze na pravcu.... i to tak da se masa B nalazi između mase A i C. I onda mase A i C međusobno "izmjenjuju" gravitone.... a budući da je između njih masa B kaj se nebi onda dogodilo da bi se zbog zakrivljenosti prostora oko mase B promjenil smjer tih gravitona i oni uopće nebi stigli od A do C??? Evo na kaj mislim: Ako graviton putuje od C prema A onda bi zakrivljenost prostora oko mase B djelovala ko nekakva leća i svi gravitoni bi se raspršili naokolo...? A kaj bi se tek dogodilo da je masa B crna rupa?? Onda bi ona tolko privlačila gravitone da bi ih uvukla u sebe??

KK:

Samo neke od njih. Gravitoni koje ti zamišljaš su "realni" gravitoni, kvanti gravitacijskog vala. Oni nemaju ništa s uobičajenim gravitacijskim privlačenjem Zemlje i Mjeseca, crne rupe i okolne materije itd. To privlačenje obavlja dio gravitacijskog polja koji još uvijek ne razumijemo dovoljno da bismo ga mogli opisivati gravitonima. Ako ipak pokušamo malo spekulirati, onda bi se taj dio gravitacijskog polja realizirao putem tzv. "virtualnih" gravitona koje ne možeš baš zamišljati kao neke čestice koje lete unaokolo i koje crna rupa može privuči. Uostalom, kad bi crna rupa privlačila sve moguće gravitone, privlačila bi i svoje vlastite pa ne bi mogla proizvoditi gravitacijsko polje, što nije slučaj.

Analogna je situacija u elektrodinamici. Postoji elektromagnetski val kojeg sačinjavaju realni fotoni, ali Coulombovo privlačenje između dva raznoimena naboja obavljaju "virtualni" fotoni koji su više teorijska pomagala nego stvarne čestice.

Možda ti bi ovo postalo jasnije kad bi pročitao članak o virtualnim česticama (pri kraju ima i o virtualnim gravitonima) u Physics FAQ-u.

Srodne teme:   —   Gravitacija   —