Сила, с которой мы знакомы ближе всего, по-прежнему окутана величайшей тайной. Физики понимают, как гигантские миграции частиц, называемых фотонами, освещают наши дома, и как рои частиц-«глюонов» удерживают вместе ядра наших атомов. Но они не могут сказать, какие именно частицы гравитации, если таковые вообще существуют, так радуют нас в младенчестве, заставляя наши ложки с грохотом падать на пол. Сила гравитации оказалась настолько сложной для описания в терминах частиц, что многие физики вовсе отказались от этого подхода. Они рассматривают возможность того, что гравитация - а вместе с ней и вся реальность - может состоять из крошечных струн или других диковинных вещей.
Но в одном из уголков мира теоретической физики подход, основанный на частицах, вновь заявляет о себе. Растущая группа физиков применяет к гравитации стандартный метод физики частиц, известный как квантовая теория поля. Хотя такое использование теории долгое время считалось фатально ошибочным, эти учёные теперь обнаруживают, что она работает гораздо лучше, чем ожидали их предшественники.
«Пока нет ни одного намёка на то, что нам следует отбросить квантовую теорию поля; на самом деле, всё наоборот», - говорит Лука Буонинфанте, физик-теоретик из Университета Радбауда в Нидерландах, чьи расчёты помогли укрепить старую теорию.
По его словам, когда вы применяете стандартную квантовую теорию поля к гравитации, вы не просто получаете уникальную теорию, называемую квадратичной гравитацией.
«Вы также получаете новые предсказания».
Эти предсказания ещё не проверены. И с чисто теоретической точки зрения, у квадратичной гравитации есть жуткие особенности, которые до сих пор пугают многих физиков.
Но энтузиастов квадратичной гравитации не отталкивают её аномалии. Напротив, они рассматривают эти особенности как ранее недооценённые возможности, которые может допускать квантовая теория поля. Например, возможно, на микроскопическом уровне следствия иногда умудряются опережать свои причины. И, возможно, «призрачные» частицы с отрицательной энергией, возникающие в квадратичной гравитации, могут безопасно существовать в уравнениях, не создавая парадоксов в экспериментах.
Призраки, по словам Буонинфанте, могут быть новыми объектами, которые появляются, когда мы пытаемся понять гравитацию и квантовую теорию поля на более глубоком уровне.
Делегируйте часть рутинных задач вместе с BotHub! Для доступа к сервису не требуется VPN и можно использовать российскую карту. По ссылке вы можете получить 100 000 бесплатных токенов для первых задач и приступить к работе с нейросетями прямо сейчас!
Больше констант, больше проблем
С того самого момента, как физики попытались вписать гравитацию в квантовую теорию поля (систему, которую они используют для описания всех остальных фундаментальных сил), стало очевидно, что этот союз будет тернистым.
Квантовые поля - это вибрирующие субстанции, пронизывающие пространство. Рябь в квантовом поле - это частица. Обмениваясь потоками этих частиц-волн, один объект может толкать или притягивать другой, создавая силу. Электромагнитная сила, например, передаётся через возмущения в электромагнитном поле, которые мы называем фотонами.
Глубоко неудобная истина квантовой теории поля заключается в том, что поведение поля зависит от каждой из невообразимого множества волн, которые оно может поддерживать. А эти волны бывают бесконечного числа форм и размеров. Когда физики впервые изобрели квантовую теорию поля и попытались с её помощью задавать вопросы об электронах и фотонах, их расчёты уходили в бесконечность, потому что каждый член суммы пытался учесть нескончаемый континуум всё более мелких волн. Но сумма бесконечных членов не давала никакого ответа.
В конце 1940-х годов физики Ричард Фейнман, Джулиан Швингер и Синъитиро Томонага независимо друг от друга нашли обходной путь, который позволил превратить эти бесконечные волны в ясные ответы, за что и получили Нобелевскую премию. Они поняли, что могут выразить непознаваемые, кажущиеся бесконечными части своих расчётов через их суммарное влияние на две известные константы, уже измеренные в лаборатории: массу и заряд электрона. Это зафиксировало значения членов ряда, после чего физики могли предсказывать всё, что им угодно, об электромагнитном поле.
Этот трюк, известный как перенормировка, поначалу казался алгебраической уловкой. Но в последующие десятилетия физики поняли, почему он работает. Перенормировка была способом размыть самые мелкие волны в поле, учитывая лишь их суммарный эффект. В случае электромагнитного поля это работает, потому что влияние мелких волн ограничено. Чем меньше волны, тем слабее они влияют на более крупные.
Однако с гравитацией всё иначе.
У гравитации тоже есть поле: сама ткань пространства-времени. Альберт Эйнштейн в своей общей теории относительности описал гравитацию как следствие «падения» объектов по кривым в этой ткани пространства-времени. Это гравитационное поле - не вибрирующая сущность, заполняющая пространство, а скорее вибрирующая сущность, которая и есть пространство. Физики обнаружили гравитационные волны, путешествующие по этому полю. И именно мельчайшая рябь в этом поле создаёт бесконечные проблемы.
Когда Фейнман и его коллега Брайс Девитт попытались провести перенормировку гравитации, они обнаружили, что чем мельче волны пространства-времени, тем больше их значение. Они влияют на колебания пространства-времени на более высоких уровнях бесчисленными тонкими способами, которые нельзя свести лишь к нескольким измеримым константам. Трюк не сработал. Мельчайшие волны пространства-времени отказывались быть «размытыми».
«Это беспокоило всех, - говорит Джон Донохью, эксперт по квантовой теории поля из Массачусетского университета в Амхерсте. - Именно по этой причине квантовая общая теория относительности считалась проблемой».
Рождение квадратичной гравитации
В середине 1970-х годов покойный Келлог Стелл, тогда аспирант Брандейского университета, увидел, что существует способ - и только один - остановить поток бесконечностей, который преследовал ранние попытки квантовать общую теорию относительности.
Общую теорию относительности можно записать в виде уравнения, содержащего один-единственный член, представляющий кривизну пространства-времени. Примените к этому уравнению процедуру перенормировки Фейнмана и Девитта, и вы получите один тип частиц-волн, гравитон, колеблющийся бесконечным и неигнорируемым образом.
Но Стелл понял, что может модифицировать уравнение Эйнштейна так, чтобы пространство-время больше походило на электромагнитное поле, с волнами, которые становятся менее значимыми по мере уменьшения их размера. Их суммарный эффект можно было бы тогда учесть всего в нескольких измеримых константах, аналогично заряду и массе электрона в электромагнетизме. Эта теория гравитации, получившая название квадратичной гравитации, поскольку содержала два новых члена, связанных с квадратом кривизны, поддавалась перенормировке. Она имела столько же смысла, сколько и электромагнетизм.
«Это даёт вам некую - неопределённый артикль - квантовую теорию гравитации», - говорил Стелл, который до своей смерти в прошлом месяце был профессором Имперского колледжа Лондона. «Но тогда, конечно, возникает вопрос: а нравится ли она вам?»
Большинству физиков, включая самого Стелла, она не нравилась.
«Я также осознавал, что не всё в ней будет гладко», - сказал он в интервью в апреле.
Проблема заключалась в том, что эта усовершенствованная ткань пространства-времени теперь могла поддерживать три типа волн. Первый член представляет обычные гравитоны. Но два члена с квадратом кривизны вводят в картину две новые частицы. Одна из них безобидна, Стелл называл её «милой маленькой скалярной частицей». Но другая - настоящий упырь.
Нежеланный знак минуса, вытекающий из третьего члена, порождает хаос. Связанная с ним частица имеет отрицательную энергию, поэтому ткань пространства-времени на самом деле получает энергию, создавая её. Это означает, что таких частиц будет спонтанно появляться всё больше и больше, превращая само пространство во всё более энергетическое пекло.
Хуже того, события с участием этой третьей частицы могут иметь отрицательную вероятность - бессмысленное утверждение.
Физики называют такие частицы призраками и говорят, что теории, одержимые призраками, «больны» - математически противоречивы.
Вскоре после того, как Стелл опубликовал своё исследование в 1977 году, физики наткнулись на более здоровую теорию квантовой гравитации под названием супергравитация. Она решала несколько проблем, постулируя, что каждая известная элементарная частица объединяется с ещё не открытой частицей-«суперпартнёром». Супергравитация немедленно захватила внимание физиков-теоретиков, включая Стелла. Со временем эта теория сольётся с теорией струн и будет доминировать в этой области на протяжении десятилетий.
Квадратичная гравитация, с её призраками и противоречиями, не могла с ней конкурировать. Физики уделяли ей мало внимания, цитируя статью Стелла всего 10–20 раз в год.
Призрачное возрождение
Однако теория так и не исчезла полностью.
Теоретики время от времени к ней возвращались. Интерес возрос в 2010-х годах, когда теория струн не смогла обеспечить тех впечатляющих прорывов, которые обещали её ранние сторонники, а суперпартнёры так и не появились в экспериментах на Большом адронном коллайдере.
В 2014 году итальянские физики Альберто Сальвио и Алессандро Струмиа задались вопросом, может ли квадратичная гравитация решить загадку, которую многие ожидали разрешить с помощью суперпартнёров. Эта загадка, известная как проблема иерархии, заключается в вопросе, почему гравитация кажется невероятно слабой по сравнению с тремя другими фундаментальными силами. Почему для тех сил существует одна «шкала», а для гравитации - особая, разительно отличающаяся? Сальвио и Струмиа обнаружили, что две дополнительные частицы из теории Стелла могут помочь развести эти две шкалы. Это заставило их задуматься, действительно ли призрак является непреодолимым препятствием.
Несколько лет спустя Дамиано Ансельми из Пизанского университета обнаружил, что исследователи могут избежать ловушек, с которыми сталкиваются теории с призраками, используя альтернативные версии правил, изложенных Фейнманом для описания квантовых событий.
«Создавалось впечатление, что последнее слово уже сказано. Но это было неправдой», - сказал он.
Донохью, недавно получивший престижную премию Дж. Дж. Сакураи за вклад в квантовую теорию поля, также начал изучать эту предположительно больную теорию. Работая с Габриэлем Менезесом, ныне сотрудником Университета Сан-Паулу в Бразилии, он обнаружил, что в простых сценариях частицы-призраки на самом деле не вызывают того хаоса, которого опасались физики. Они настолько нестабильны, что имеют тенденцию исчезать, прежде чем успевают «разогреть» вакуум или проявить отрицательные вероятности. Вакуум оставался спокойным, а вероятности по-прежнему суммировались до 100% - важнейшее свойство, известное как унитарность.
«У нас есть несколько примеров, которые и заставили меня в это поверить, - сказал Донохью. - Вещи, о которых все остальные сказали бы, что они нарушают унитарность, похоже, этого не делают».
Так почему же призрак, кажется, тихо скрывается, а не активно преследует теорию Стелла? Энтузиасты квадратичной гравитации пришли к нескольким пересекающимся идеям.
Сальвио и Боб Холдом, почётный профессор физики из Университета Торонто, независимо друг от друга заметили, что можно немного изменить заключительный (и довольно подозрительный) шаг в вычислении вероятностей таким образом, чтобы гарантировать, что они всегда будут оставаться положительными.
А Донохью указывает, что даже если не менять правила Фейнмана так, как предлагает Ансельми, призраки почти не существуют. Они появляются лишь мимолётно, на коротких расстояниях. В эти мгновения приходится платить высокую цену, но это не стабильность или унитарность. Скорее, это обычно жёсткий порядок причин и следствий. Тот самый знак минуса позволяет частицам-призракам на короткое время прыгать назад во времени, где они могут влиять на частицы, на которые иначе не смогли бы. В этой картине неумолимый поток времени вперёд, который мы ощущаем, возникает как тонкое среднее значение множества таких темпорально зыбких микромоментов.
Понимание каждой из других фундаментальных сил требовало от физиков освоения новых странных концепций, таких как перенормировка. Поэтому, утверждают исследователи, возможно, призраки (и модифицированные правила квантовой теории поля, необходимые для работы с ними) - это ключ, который откроет гравитацию. И даже если гравитация устроена не так, физики видят ценность в строгом исследовании поведения квантовых теорий поля с призрачными знаками минуса.
«Там есть что-то, что нужно понять», - говорит Беньямин Кнорр, исследователь из Университета Радбауда, работающий над другими теориями гравитации.
Предстоит ещё много работы, чтобы определить, насколько совместимы эти предложенные расширения стандартной квантовой теории поля друг с другом, и не потерпят ли они неудачу в более сложных ситуациях. Но по большей части исследователи квадратичной гравитации перестали бояться призраков.
«Математически они теперь имеют смысл», - сказал Буонинфанте.
Однако другие теоретики всё ещё сомневаются, действительно ли эти исправления решают все потенциальные проблемы. Нельзя просто так вмешиваться в критические принципы физики, такие как причинность и унитарность.
«Они усердно работают, - говорит Алессия Платания, исследователь квантовой гравитации из Копенгагенского университета. - Но я бы сказала, что этот вопрос всё ещё открыт».
Слои реальности
Для исследователей квадратичной гравитации неопределённая работа по «охоте на призраков» того стоит. Помимо математических преимуществ теории, «милая маленькая скалярная частица» Стелла - это именно тот тип частицы (и связанного с ней квантового поля), который мог бы вызвать взрывное расширение космоса во время Большого взрыва, что, по мнению многих космологов, и создало ту вселенную, которую мы видим сегодня. Фактически, советский физик Алексей Старобинский использовал квадратичную гравитацию для формулирования первой теории этого начального скачка роста, названного космической инфляцией, в 1980 году.
Космическая инфляция должна была вызвать волны в пространстве-времени, которые оставили тонкие отпечатки на небе. Несмотря на интенсивные поиски, их не обнаружили, что исключило несколько моделей инфляции. Однако недавние работы Ансельми и других предполагают, что вселенная с квадратичной гравитацией должна производить волны, слишком слабые для обнаружения современными телескопами. Обсерватории следующего поколения, возможно, смогут уловить эти слабые волны.
«Инфляция Старобинского - единственная оставшаяся, которая, на мой вкус, имеет смысл с точки зрения квантовой теории поля», - говорит Донохью.
Благодаря сочетанию неожиданно дружелюбных призраков, растущей популярности инфляции Старобинского и застоя в других теориях квантовой гравитации, популярность квадратичной гравитации выросла. Оригинальная статья Стелла в последнее время набирает более 150 цитирований в год.
Если призраки будут полностью изгнаны, а волны пространства-времени от инфляции Старобинского однажды будут обнаружены, что будет означать квадратичная гравитация для реальности? Мнения расходятся.
Подсказки из теории струн, физики чёрных дыр и других областей привели к широко распространённому убеждению, что пространство-время должно распадаться на более странные сущности на некотором субмикроскопическом уровне. Но если квадратичная гравитация окажется окончательной теорией гравитации, то дрожащая ткань пространства-времени может сохраняться, независимо от того, насколько сильно вы увеличиваете масштаб.
«Мы говорим о подлинном континуальном описании вплоть до произвольно малых масштабов, - говорит Холдом. - Пространство-время навсегда».
Эта возможность недавно получила поддержку. В прошлом году Донохью и его соавторы обнаружили важный математический факт о том, как гравитоны сталкиваются в квадратичной гравитации. По мере того как столкновения становятся более интенсивными, гравитация ослабевает, что облегчает расчёты - явление, известное как асимптотическая свобода. Их результат предполагает, что квадратичная гравитация никогда не ломается и может привести нас к самым глубоким уровням реальности.
«Это может позволить ей быть окончательной теорией», - говорит Донохью. Однако он добавляет: «Я не убеждён, что это окончательная теория».
Альтернатива заключается в том, что квадратичная гравитация, несмотря на то, что она перенормируема и асимптотически свободна, всё же не является полным описанием гравитации.
Вспомним, что перенормировка сводится к фильтру, который «размывает» мельчайшие волны мира. Перенормируемые теории - это те, в которых упущение этих деталей не сильно меняет общую картину. Размытая картина работает хорошо. Неперенормируемые теории - это те, где размытая картина сильно отличается от чёткой. Она работает не так хорошо, как хотелось бы, потому что каждая мельчайшая деталь имеет значение. Таким образом, неперенормируемые теории, такие как квантованная общая теория относительности, бросают вызов физикам, заставляя их понимать все слои реальности одновременно.
Удивительные успехи квадратичной гравитации намекают на то, что у гравитации всё же может оказаться достаточно хорошо работающая «размытая картина». Возможно, ниже определённого пространственного масштаба любые сложные детали - будь то струны, петли или вообще ничего - можно игнорировать, и вы всё равно получите полностью последовательную теорию. Если это так, физики смогут точно предсказывать, как сталкиваются гравитоны и как раздувалась вселенная, не беспокоясь о том, что на самом деле происходит на самых малых масштабах.
«Это может быть, а может и не быть окончательной теорией, - говорит Донохью. - Но, возможно, она становится замкнутым, самосогласованным слоем реальности».
Стелл разделял эту точку зрения. Сам он никогда не возвращался к своей теории, наблюдая за её недавним возрождением (которое он называл «приятным») издалека. Но он пришёл к выводу, что она всё-таки имеет некоторую ценность.
«Моя собственная реакция на неё сейчас такова: это возможное связующее звено, - сказал он, - своего рода промежуточный режим».
А теперь ваша очередь
Что это, на ваш взгляд?
Гениальный прорыв, который наконец откроет нам истинную природу гравитации? Или просто красивая математическая аномалия, которой не место в реальном мире?
Это безумие или гениальность?
Поделитесь своим мнением в комментариях. Будем ждать!
Комментарии (17)
LinkToOS
20.11.2025 07:11Физика сходит с ума?
В оригинале такого нет. Наверно это родилось из:
Worse, events involving this third particle may have a negative probability of taking place — a meaningless proposition.
Physicists call such particles ghosts and say that theories haunted by ghosts are “sick” — mathematically inconsistent.
Теории больны, утверждения бессмысленны - поэтому физика сошла с ума. LLM-переводчик поставило диагноз.
Wesha
20.11.2025 07:11Раньше у нас были просто
овнопереводчики-недоучки — а теперь, когда к ним в руки попал ещё и бредогенератор...
kauri_39
20.11.2025 07:11Можно объяснить, почему гравитацию никак не объединят с другими взаимодействиями, например, электромагнитными. Потому что она является следствием поглощения материей вакуума с его выводом в пространство большей размерности. Следствием этого является постоянное ускоренное движение вакуума в материю, которое и проявляется как гравитационное поле материи (гипотеза Римана). А электрические и магнитные поля являются следствием не поглощения вакуума, а его перераспределения материей вокруг себя. В частности, с помощью его закручивания (гипотеза Максвелла). Поэтому электромагнетизм квантуется, у него есть частицы-переносчики взаимодействий, а у гравитации таких частиц нет.
artptr86
20.11.2025 07:11Следствием этого является постоянное ускоренное движение вакуума в материю, которое и проявляется как гравитационное поле материи (гипотеза Римана).
Риман не выдвигал такой гипотезы
А электрические и магнитные поля являются следствием не поглощения вакуума, а его перераспределения материей вокруг себя. В частности, с помощью его закручивания (гипотеза Максвелла).
И Максвелл тоже
kauri_39
20.11.2025 07:11О том, что Бернхард Риман выдвигал такую гипотезу (называл среду не вакуум, а эфир) можно прочитать в англоязычной Википедии в статье "Механические объяснения гравитации". Максвелл использовал гидродинамические модели эфира для аналогии и пояснения сил и полей в электромагнетизме. Об этом говорится здесь.
artptr86
20.11.2025 07:11В статье «Neue mathematische Prinzipien der Naturphilosophie» (1853) Риман писал:
Nimmt man nun an, dass der raumerfüllende Stoff eine incompressible homogene Flüssigkeit ohne Trägheit sei, und dass in jedes ponderable Atom in gleichen Zeiten stets gleiche, seiner Masse proportionale Mengen einströmen, so wird offenbar der Druck, den das ponderable Atom erfährt, (der Geschwindigkeit der Stoffbewegung an dem Orte des Atoms proportional sein?)
Если предположить, что вещество, заполняющее пространство, является несжимаемой однородной жидкостью без инерции и что в каждый весовой атом в течение одинакового времени всегда поступает одинаковое количество, пропорциональное его массе, то, очевидно, давление, которое испытывает весовой атом, (будет пропорционально скорости движения вещества в месте нахождения атома?) — DeepL
Во-первых, про ускоренное движение эфира нет ни у самого Римана, ни в Википедии. Он предполагал равномерное движение, то есть нулевое ускорение. Во-вторых, сам Риман в первом же абзаце статьи назвал свою гипотезу спекуляцией. Да и порождается она у него из спекулятивно-идеалистической философской конструкции в духе монистической диалектики. Наконец, как мы знаем, у Римана не получилось объяснить своей гипотезой одновременно и оптические, и электромагнитные явления.
Максвелл использовал гидродинамические модели эфира для аналогии и пояснения сил и полей в электромагнетизме
Так что же вы дальше текст-то не читаете: «однако подчёркивал, что они служат только для пояснения с помощью наглядной аналогии. Необходимо иметь в виду, что векторного анализа тогда ещё не существовало, и гидродинамическая аналогия понадобилась Максвеллу, в первую очередь, для разъяснения физического смысла дифференциальных операторов (дивергенция, ротор и др.)»
Прекращайте уже жить в XIX веке, отвергая полтора века развития физики, и не надо в спекуляциях и аналогиях учёных прошлого искать некую «забытую» истину.
kauri_39
20.11.2025 07:11Прежде всего, "полтора века развития физики", кроме успехов в описании гравитации в масштабе Солнечной системы, привели к необходимости введения в космологию тёмной материи и тёмной энергии, без которых расчёты не совпадают с наблюдениями. А с космологией Римана эти сущности можно сократить. Хотя к его забытым истинам я пришёл своим путём.
Из статьи о Римане по ссылке: "Подобно Ньютону, но с более подробными математическими выкладками, Бернхард Риман в 1853 году предположил, что гравитационный эфир представляет собой несжимаемую жидкость, а обычная материя - это "поглотители" этого эфира". Вы всерьёз считаете, что равноускоренное свободное падение тел на Землю, происходящее по формуле Ньютона, Риман своими "математическими выкладками" превратил в их равномерное падение? Согласно Риману, свободно падающие тела, движимые втекающим в Землю эфиром, служат индикаторами движения этой среды. Теперь энергетически плотную среду называют физическим вакуумом. Надеюсь, вы не против его существования.
Из статьи о Максвелле по ссылке (в конце): "Когда эксперименты Г. Герца подтвердили теорию Максвелла, эфир стал рассматриваться как общий носитель света, электричества и магнетизма. Волновая оптика превратилась в органическую часть теории Максвелла, и возникла надежда построить физическую модель эфира на этом фундаменте. Исследованиями в этой области занимались крупнейшие учёные мира. Часть из них (например, сам Максвелл, Умов, и Гельмгольц), хотя и писала о свойствах эфира, фактически изучала свойства электромагнитного поля." Как видим, Максвелл не только строил наглядные аналогии эфира, но и пытался построить его физическую модель.
Теперь носителем света - фотонов - является физический вакуум. Взаимодействие с ним материи порождает её гравитационное поле. Квантовая гравитация - это следствие взаимодействия квантов материи (фотонов) с квантами вакуума. И это взаимодействие сходно с представлениями Римана о гравитации.
artptr86
20.11.2025 07:11привели к необходимости введения в космологию тёмной материи и тёмной энергии, без которых расчёты не совпадают с наблюдениями. А с космологией Римана эти сущности можно сократить.
Да, это гипотетические объекты, но они дают возможность количественно и точно предсказать огромный массив независимых наблюдений. Модель Римана не даёт таких точных и разнообразных количественных предсказаний. То, что «эти сущности можно сократить» остаётся декларативным, пока не показано, как именно и с какой точностью она воспроизводит все эти эмпирические данные.
Вы всерьёз считаете, что равноускоренное свободное падение тел на Землю, происходящее по формуле Ньютона, Риман своими "математическими выкладками" превратил в их равномерное падение?
Я ничего не говорил про падение тел. Про «постоянное ускоренное движение вакуума в материю» была ваша фраза.
Теперь энергетически плотную среду называют физическим вакуумом. Надеюсь, вы не против его существования.
Вы подменяете понятия. Физический вакуум — это математическое поле с минимальной энергией. Эфир как «энергетически плотная среда» — совершенно иная механистическая концепция. Термин «плотность энергии вакуума», на который вы можете сослаться, — тоже концептуально другое. Эта энергия не ведёт себя как среда. Поэтому ваша попытка объединить понятия эфира с физическим вакуумом некорректна.
Из статьи о Максвелле по ссылке (в конце)
Википедия не является первоисточником. Данный абзац написан как будто в оппозицию к предыдущему, но его источник не указан. Может возникнуть впечатление, что после опытов Герца Максвелл вернулся к теории эфира, однако Максвелл с 1864 года вообще отказался от использования этой модели (и то исключительно демонстрационной), а в 1879 году умер, тогда как Герц начал свои опыты только в 1886 году. Интересна также отсылка к Умову, который изначально поддерживал гипотезу эфира, но одним из первых русских учёных принял СТО Эйнштейна.
Как видим, Максвелл не только строил наглядные аналогии эфира, но и пытался построить его физическую модель.
Нет, не пытался. Это заключение из цитаты — ваши домыслы.
Квантовая гравитация - это следствие взаимодействия квантов материи (фотонов) с квантами вакуума. И это взаимодействие сходно с представлениями Римана о гравитации.
Здесь всё плохо.
Теория квантовой гравитации до конца не разработана, само понятие квантовой гравитации как физической концепции не имеет в вашем контексте физического смысла. Фотоны не являются «квантами материи», это переносчики электромагнитного взаимодействия, да и их вклад в гравитационное поле ничтожен. «Квантов вакуума» вообще не существует как концепта. Да и вы сами же говорите, что гравитация концептуально не квантуется. Что вы представляете под взаимодействием квантов материи и вакуума и каким образом оно сходно с представлениями Римана о гравитации вообще непонятно. Это паранаучные домыслы, не подтверждённые ни формулами, ни теориями.
kauri_39
20.11.2025 07:11Для того и нужны эти "паранаучные домыслы" - рассуждения на качественному уровне, чтобы выйти на правильную математическую модель. Потому что ОТО имеет ограничения по масштабу, и её натягивание на космологию рождает тёмные сущности - неправильную, по мнению части учёных, модель LCDM. А математической модели Римана, описывающей не только гравитацию, но и расширение Вселенной, не существует. В его время Вселенная была стационарной. Но на основе его качественных представлений о космологии стационарная Вселенная легко превращается в расширяющуюся - достаточно лишь сместить баланс расхода/прихода квантов вакуума в сторону их большего прихода из пространства большей размерности. Дело за физиками, способными выразить эту качественную модель в количественном виде.
Чтобы различать физический объект и его математическое описание и не путать эти понятия, давайте их уточним. Есть объект - среда, в которой происходят взаимодействия частиц и тел. Раньше её называли эфир, теперь - физический вакуум. Только объект может влиять на другой объект или объекты. Что и делает вакуум: он вызывает Лэмбовский сдвиг электронов и притяжение пластин в эффекте Казимира. Этот физический объект математически описывается как нулевые колебания квантовых полей или как скопления виртуальных частиц. "Описывается как" не значит "состоит из", это разные вещи. Поэтому, согласуясь с космологией Римана, можно допустить, что физический вакуум - это квантованная среда. Это моё утверждение, наука на этот счёт "пока не в курсе дела". Она в петлевой теории гравитации квантует пространство-время - не физический объект, а его 4-мерное математическое описание, то есть "варит суп из супа".
С движением эфира/вакуума в материю, которое Риман представлял как гравитацию, мы разобрались. Текст об участии крупнейших учёных, включая Максвелла, в разработке физической модели эфира вы вправе понимать по-своему.
Фотоны это всё-таки материя, их энергия пересчитывается в массу по известной формуле Эйнштейна. Материя дискретна, состоит из частиц, поэтому фотоны в философских суждениях можно называть "квантами материи" - в противовес квантам вакуума. Барионная материя при полной аннигиляции распадается на фотоны, поэтому логично допустить, что из фотонов образуются кварки, из которых образуются барионы. Тогда для создания теории квантовой гравитации нужно знать взаимодействие квантов материи и квантов вакуума. Согласуясь с Риманом, фотоны должны постоянно ликвидировать перед собой кванты вакуума, остатки которых попадают в пространство большей размерности. При этом фотоны будут перемещаться на освобождающиеся места, и из этих перемещений складывается их постоянная скорость в вакууме. Чем больше квантов вакуума в единицу времени ликвидирует и выводит фотон, тем больше его энергия/частота. Эта зависимость аналогична значению массы тела. Материя более массивного тела выводит больше вакуума, поэтому в её сторону с большим ускорением расширяется и движется внешний, более плотный вакуум, проявляясь как гравитационное поле массивного тела. Такие логически связанные проявления гравитации в микромире и в макромире можно описать сходным образом.
artptr86
20.11.2025 07:11Для того и нужны эти "паранаучные домыслы" - рассуждения на качественному уровне, чтобы выйти на правильную математическую модель
Нет, паранаучные они потому, что вы жонглируете терминами.
достаточно лишь сместить баланс расхода/прихода квантов вакуума в сторону их большего прихода из пространства большей размерности
Вы критикуете учёных, что у них получилась тёмная материя и энергия, которую они не могут обнаружить, а сами вводите некое «пространство большей размерности».
для создания теории квантовой гравитации
Так всё-таки как гравитация может квантоваться, если выше вы сами утверждали, что она не квантуется?
движется внешний, более плотный вакуум
жидкий?
kauri_39
20.11.2025 07:11Хорошо, попробуйте объяснить без введения пространства большей размерности - каким образом в расширяющемся пространстве Вселенной сохраняется постоянная плотность тёмной энергии, откуда она берётся? Напомню, что при расширении Вселенной плотности её барионной материи, излучения и гипотетической тёмной материи соответственно снижаются. А в совокупной массе/энергии Вселенной на тёмную энергию приходится около 70%.
Прилагательное "квантовая" в отношении гравитации означает её свойство. Под ним я понимаю гравитацию квантов материи, которая возникает при их взаимодействии с квантами вакуума. Глагол "квантуется" в отношении гравитации означает квантование гравитационного поля по аналогии с электромагнитным полем. Но оно не квантуется, поэтому для краткости говорят "гравитация не квантуется". Механизмы возникновения гравитационного поля и электромагнитного поля принципиально разные.
Вас смущает жидкая консистенция вакуума? Римана, Максвелла и других она не смущала, они представляли среду как идеальную несжимаемую жидкость. Возможно, вашим представлениям вакуума ближе буквальный смысл этого термина - абсолютная пустота по Демокриту.
artptr86
20.11.2025 07:11попробуйте объяснить без введения пространства большей размерности
Суть в том, что тёмная материя и энергия получаются как следствие из ОТО, а для вашей гипотезы вам необходимо постулировать наличие эфира и пространства большей размерности, и только затем выводить из них другие закономерности. В этом моменте Оккам заносит над гипотезой свою бритву и ожидает, что вы математически докажете необходимость введения этих сущностей.
каким образом в расширяющемся пространстве Вселенной сохраняется постоянная плотность тёмной энергии, откуда она берётся?
При рассуждениях о КТП и ОТО следует уходить от механистических трактовок. Тёмная энергия не ведёт себя как вещество или излучение, а является собственным свойством пространства-времени. В ОТО классический закон сохранения энергии не работает. Общая энергия, связанная с тёмной энергией, растёт по мере создания нового пространства. Это напрямую следует из уравнений Эйнштейна. То есть при расширении пространства возникает новый физический вакуум, который и обладает энергией. Проблема современной физики не в том, чтобы объяснить постоянную плотность тёмной энергии, а в том, чтобы вывести её значение из квантовой механики.
Под ним я понимаю гравитацию квантов материи, которая возникает при их взаимодействии с квантами вакуума. Глагол "квантуется" в отношении гравитации означает квантование гравитационного поля по аналогии с электромагнитным полем. Но оно не квантуется, поэтому для краткости говорят "гравитация не квантуется".
Каким образом у вас при взаимодействии квантов получается неквантуемое поле? Кванты по определению дискретны, а потому, если допустить такой механизм гравитации, то она тоже должна квантоваться.
Вас смущает жидкая консистенция вакуума?
Вы апеллируете к Риману, но он как раз считал, что эфир имеет постоянную плотность, а причиной гравитации считал градиент давления. Максвелл же, напомню, рассматривал эфир исключительно как временную демонстрационную модель для объяснения дифференциальных операторов. В целом же учёные XIX века, конечно, сошлись на том, что жидкий эфир должен иметь разную плотность в разных точках, чтобы в нём могли существовать поперечные волны, но постоянно сталкивались с непреодолимыми трудностями в объяснении такого механизма: увлечение эфира веществом было опровергнуто опытом Майкельсона-Морли, отсутствие необходимой колоссальной упругости у эфира и вообще каких-либо доказательств его существования.
В целом понятно, почему дилетанты каждый раз приходят к гипотезе эфира: эта механистическая модель выглядит гораздо ближе к бытовому опыту, как и планетарная модель атома с шариками ядра и электронов на круговых орбитах, а также потому, что для описания КТП и ОТО требуется значительно более высокий уровень математики.
kauri_39
20.11.2025 07:11Дилетанты разные бывают. Есть и такие, которые считают, что "тёмная материя и энергия получаются как следствие из ОТО". Хотя они получились из несоответствия наблюдениям предсказаний ОТО. Поэтому и построили LCDM модель - с поправкой к ОТО в виде тёмной материи и с повышенным значением Лямбды (плотности тёмной энергии), предназначенным не для стационарной, а для ускоренно расширяющейся Вселенной.
Вы обобщаете разные вещи: "тёмная энергия не ведёт себя как вещество или излучение, а является собственным свойством пространства-времени". К первому утверждению возражений нет. Кванты тёмной энергии расширяют пространство-время во все стороны, а частицы вещества и кванты излучения сжимают вокруг себя пространство-время. Вещество комкуется под действием гравитации, образует разные структуры и тела, а кванты тёмной энергии должны иметь равномерное распределение в пространстве и постоянную плотность, чтобы в космологическом масштабе расширение пространства-времени было равномерным.
Но уже из этого видна ошибочность второго утверждения про тёмную энергию, что она "является собственным собственным свойством пространства-времени". Пространство-время не имеет плотность порядка 10^-26 кг/м^3, это вообще 4-мерная математическая модель. Свойством иметь такую плотность обладает антигравитационная среда материи - тёмная энергия, равномерно распределённая в пространстве. Эта среда получена из формулы Фридмана, которая описывает гравитацию материальной среды как сумму её плотности и утроенного давления. В ней перед давлением просто поставили знак минус, и получилась среда с отрицательной гравитацией - тёмная энергия. Ей присвоена низкая плотность, чтобы определяемая ею сила антигравитации не расширяла бы Вселенную со скоростью, превышающей наблюдаемую. Так получилась проблема космологической постоянной - на роль тёмной энергии не годился физический вакуум.
Ну да ладно, не вы один не знаете, откуда в расширяющемся объёме Вселенной берутся новые кванты тёмной энергии для поддержания своей постоянной плотности. Или, говоря иначе, за счёт чего "общая энергия Вселенной, связанная с тёмной энергией, растёт по мере создания нового пространства". Космология по Риману позволяет ответить на этот вопрос - за счёт пространства большей размерности, в которое "вложена" наша Вселенная. И поэтому скорость расширения Вселенной задаётся не плотностью среды по изменённой формуле Фридмана, а скоростью поступления во Вселенную новых квантов вакуума. Это решает проблему космологической постоянной и делает ненужной тёмную энергию.
увлечение эфира веществом было опровергнуто опытом Майкельсона-Морли
Этот опыт опроверг существование "эфирного ветра" - неподвижного вокруг Земли эфира, При движении в нём Земли должен возникать обдувающий Землю эфирный ветер. В этом горизонтальном потоке эфира должна меняться скорость и частота света, движущегося по ходу потока и поперёк него в интерферометре. Но интерференционная картина практически не нарушалась, значит, движения Земли сквозь эфир не было. Это было поводом отвергнуть существование эфира. Почему Майкельсон упрямо искал поток эфира в горизонтальной плоскости, а не в вертикальной, как это следовало делать согласно Ньютону и Риману, непонятно. Поэтому гравитационное покраснение фотонов было открыто позже Паундом и Ребки, и уже объяснялось в понятиях ОТО.
Wesha
20.11.2025 07:11поглощения материей вакуума с его выводом в пространство большей размерности. Следствием этого является постоянное ускоренное движение вакуума в материю,
Выдыхай, бобёр, выдыхай!!!
astromc
20.11.2025 07:11А теперь ваша очередь
Что это, на ваш взгляд?
На мой взгляд - это словоблудие.
saag
Гравитон - это такой "Неуловимый Джо", нигде не фигурирует в образовании материи, но он есть:-)
neee3k
В образовании материи может и не фигурирует, а вот в образовании физиков - вполне