Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Зельдович Я.Б. -> "Теория тяготения и эволюция звезд" -> 43

Теория тяготения и эволюция звезд - Зельдович Я.Б.

Зельдович Я.Б., Новиков И.Д. Теория тяготения и эволюция звезд — М.: Наука , 1971. — 486 c.
Скачать (прямая ссылка): teoriyatyagoteniya1971.djvu
Предыдущая << 1 .. 37 38 39 40 41 42 < 43 > 44 45 46 47 48 49 .. 200 >> Следующая


Первые указания на свойства гравитонов и связь с классической теорией поля можно найти у Розенфельда (1930), а более подробное исследование см. Бронштейн (1936). Общую теорию полей с высокими спинами см. Паули и Фирц (1939). Проблема деления квантованного поля на статическую, кулоновскую часть плюс квантовое поле гравитонов исследована в работах Гупты (1950, 1952) и в обзоре Киббла (1968). О гравитационных взаимодействиях фермионов см. Кобзарев и Окунь (1962). Рассматривался и вопрос о поправках более высокого порядка в квантовой теории тяготения. В высших порядках проявляется нелинейность теории. Гравитационные волны и другие гравитационные поля имеют

*) Этот доклад интересен не только с научной точки зрения, но и как автобиографический документ, иллюстрирующий фейнмановскую манеру мыслить и методы научного исследования. 102

НЕИЗБЕЖНОСТЬ ОБЩЕЙ ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ [ГЛ. 2

энергию и импульс, т. е. сами становятся источниками гравитационного поля. Правда, эти нелинейности практически очень малы. Однако их необходимо принимать во внимание, чтобы сделать теорию полной и самосогласованной [подробнее см. Утияма (1956), Фейнман (1963), Киббл (1965)]. О других трудностях см. работу Фадеева (1967) и его доклад на 5 Международной конференции по общей теории относительности. Отметим также интересные работы Иваненко и Соколова (1947), Владимирова (1963) и Уилера (1964), касающиеся взаимопревращений гравитонов и других частиц; см. также Кобзарев, Захаров (1968; 1970).

Высокочастотные гравитоны подобны гамма-квантам, но отличаются весьма слабым взаимодействием с веществом из-за малости Gm2/Hc, где т—масса элементарной частицы. Поэтому рождение и поглощение гравитонов во всех процессах на моле-кулярно-атомно-ядерном уровне представляет собой возможное в принципе, но крайне редкое экзотическое явление, не играющее никакой заметной роли в природе. Например, в звездах испускание пар нейтрино (процесс, похожий на испускание гравитонов по своим последствиям) в IO10 раз сильнее испускания гравитонов.

В качестве примера рассмотрим «комптоновское рассеяние» гравитона на частице со спином нуль. Этот процесс можно понимать как поглощение и переизлучение гравитона; в этом смысле это процесс второго порядка. Эффективное сечение как функция угла рассеяния имеет вид

/m . / h \2 fGm2\2 1+6 cos2 Є + cos4 Є а (Э) ==const - і —=—А —!—з---•

v ' \тс ) \ Hc ) 1 — cos2В

Размерный коэффициент [^jr^ ~ 10~104 см2 для частицы с массой

протона. Сечение не зависит от постоянной Планка. Отклонение гравитона гравитационным полем частицы (аналогичное 1",75 — отклонению света в поле Солнца) являетсяполнойиправильной основой этого эффекта [Гросс и Якиф (1968), Мицкевич (1958,1969)]. Областью, где поглощение и рождение гравитонов существенны, может быть ситуация вблизи сингулярного состояния в горячей модели Вселенной (см. гл. 18 нашей книги «Релятивистская астрофизика»), при сверхвысоких плотностях и температурах: в этой ситуации гравитационного взаимодействия может оказаться достаточно для того, чтобы установилось термодинамическое равновесие между гравитонами и другими видами материи. В равновесии общая плотность энергии гравитонов равна плотности энергии электромагнитного излучения. Это равенство приближенно сохраняется и позже в ходе расширения. Наличие сегодня в пространстве теплового электромагнитного излучения с температурой 2,7° К, являющееся результатом расширения горячей в прошлом среды, позволяет предположить, что во Вселенной есть КВАНТОВАНИЕ ТЯГОТЕНИЯ

103

и фоновое тепловое (с планковским спектром для однородной изотропной космологической модели*)) гравитационное излучение. Его средняя длина волны около 0,15 см, частота 2,10й гц, плотность энергии IO"14-^- 10~15 эрг/см2. Детектирование такого излучения необычайно трудно. Впрочем, в последнее время проявляются новые идеи в области молекулярной генерации и детектирования гравитационных волн (Копвилем и Нагибаров, 1965).

В связи с квантованием тяготения Фейнман (1963) сделал следующее интересное замечание: «Ясно, что задача, над которой мы работаем, некорректна; корректная задача заключается в нахождении того, что определяет величину тяготения». Напомним, что в предыдущем разделе мы отмечали попытку Сахарова объяснить малость гравитационной постоянной.

Существует несколько других методов квантования тяготения: исследование топологии пространства — времени и его флуктуа-ций (У ил ер, 1968), изучение эволюции Вселенной как целого на основе квантовых идей [(Де Витт, доклад на 5 Международной конференции по общей теории относительности и гравитации (1968)].

Отметим одно распространенное неверное утверждение о том, что гравитационное взаимодействие представляет собой «обмен гравитонами». При этом иногда утверждают даже, что все частицы испускают гравитоны и при этом теряют энергию [(см. Станюкович (1965); рецензия Зельдовича и Смородинского (1966)]. В действительности, например, электромагнитное поле можно подразделить на продольные и поперечные компоненты **). Поперечные компоненты описывают распространяющиеся волны; их квантование приводит к понятию световых квантов как частиц с определенным импульсом и энергией и нулевой массой покоя. Продольные компоненты описывают кулоновское взаимодействие; их квантование не вносит ничего нового. Кулоновское поле стационарно, оно не зависит от времени: не существует квантов продольного поля, которые могли бы удаляться от источника поля.
Предыдущая << 1 .. 37 38 39 40 41 42 < 43 > 44 45 46 47 48 49 .. 200 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed