Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Каррелли А. -> "Астрофизика, кванты и теория относительности" -> 187

Астрофизика, кванты и теория относительности - Каррелли А.

Каррелли А. , Мёллер К., Бонди Г. Астрофизика, кванты и теория относительности — М.: Мир, 1982 . — 560 c.
Скачать (прямая ссылка): astrofizikakvanti1982.djvu
Предыдущая << 1 .. 181 182 183 184 185 186 < 187 > 188 189 190 191 192 193 .. 220 >> Следующая


Эти величины сохраняют свое естественное значение столь долго, сколько будут справедливы законы гравитации, распространения света в вакууме и оба основных закона термодинамики; они должны также оставаться пригодными при измерениях, проводимых самыми различными методами на самом различном уровне научной компетентности».

I. Еще до окончательной формулировки квантовой теории Планк [27] вывел из закона Вина существование новой универсальной константы, а именно кванта действия h. Планк заметил, что, используя h и две другие универсальные константы,
9. Физический смысл квантования гравитационных полей

487

гравитационную постоянную f и скорость света в вакууме с, можно определить естественные единицы для массы, длины и времени; он утверждал, что эти единицы имеют смысл всегда и везде во Вселенной 1J.

Говоря на языке современной физики, планковская система естественных единиц основана на фундаментальной константе квантовой теории (планковский квант действия А), фундаментальной константе специальной теории относительности (скорость света с) и фундаментальной константе общей теории относительности (гравитационная постоянная f). Поэтому из представлений Планка относительно физического смысла его эле-, ментарных единиц следует, что вся физика может быть сведена к квантовой теории и к специальной и общей теориям относительности. Это означает, что, согласно представлениям Планка, гравитация есть не только универсальное, но и фундаментальное взаимодействие и что гравитационное поле играет также основную роль в структуре и свойствах элементарных частиц.

В этом смысле планковские единицы связаны с программой Эйнштейна для частиц [14, 15, 19], а именно с представлением элементарных частиц как самосогласованных решений релятивистских уравнений гравитации. Согласно Планку и Эйнштейну, в этом случае массы элементарных частиц задавались бы их гравитационным взаимодействием, т. е. энергией их собственных гравитационных полей. Таким образом, планковские единицы ведут от концепции Абрагама — Лоренца, согласно которой массы частиц приписываются энергии их электромагнитного поля, к эйнштейновской общерелятивистской проблеме частиц. Идея Планка о введении кванта действия как одной из фундаментальных констант предполагает также, что эйнштейновская проблема частиц не может быть решена на уровне классической теории, но только в рамках квантовой теории гравитационного поля, т. е. в рамках квантовой геометродинамики2).

!) Планк перенес раздел о естественных единицах из своей статьи 1899 г. [27] в свою обзорную статью «О необратимых процессах излучения» [28]. Глава о естественных единицах присутствует также в трех первых изданиях знаменитой книги Планка «Теория теплового излучения» [29]. В четвертом издании Планк исключил эту главу как стоящую особняком от основного содержания.

2) По-видимому, Эддингтон [11] также рассматривал планковские естест-

венные единицы как основу для унификации физики на базе релятивистской

теории гравитации. С другой стороны, в обзоре концепций Планка и Эддинг-

тона Бриджмен [7] критиковал физический смысл планковских единиц, по-

скольку Планк не смог показать никакой существенной связи между теориями,

приводящими к константам Л, с и f.

С моей точки зрения, квантовая геометродинамика и квантовая теория гравитационных полей как раз обнаруживают связь, которой требовал Бриджмен. Возрождение квантовой геометродинамики и квантовой теории простран-

ственно-временных метрик также возродило интерес к планковским естествен-

ным единицам [41, 42].
488

X.-Ю. Тредер

Если физика сводится к планковским константам А, с и /, то это означает, что элементарный заряд, отнесенный к этим фундаментальным константам, должен быть порядка «единицы». Таким образом, планковский элементарный заряд равен

[р]2 — P*2 — he я* 10”16 г • см3 • с"2,

[р] = р* = (Ac)'/* « I0-8 ед. СГС.

Согласно предположению Планка, гравитация есть фундаментальное взаимодействие; поэтому из гравитационного закона следует

P2=^fM'2, f (2)

откуда мы получаем планковскую элементарную массу

[М] = M* = (keif)'1' « 10“5 г. (3)

Энергий поля массы Al*, определяемая согласно Эйнштейну, 6 общей теории относительности имеет положительный знак; это дает возможность сформулировать эйнштейновскую проблему частиц [14]. В соответствии с эйнштейновскими принципами эквивалентности инерции и тяготения, а также эквивалентности массы и энергии собственная гравитационная энергия частицы, обладающей массой (3), должна быть равна ее относительной энергии М*с2, если энергия частицы имеет в основном гравитационное происхождение. Это приводит к условию (с точностью до множителя порядка единицы, который характеризует выбранную «модель частицы»)

/М*2/Г *= М*с2, (4)

йз которого при использовании (3) следует эффективный радиус частицы

[/] = /* = fMtIc7 — (А//с*)% » Ю-33 см. (5)

Элементарное время

[Т] = Г — ГIc = 0//с5)'л ~ IO-43 с (6)

соответствует элементарной длине (5).

Для последующего существенно, что инертная (и, следовательно, гравитационная) масса частицы не инвариантна, но
Предыдущая << 1 .. 181 182 183 184 185 186 < 187 > 188 189 190 191 192 193 .. 220 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed