Mint közismert, a nagytömegű csillagászati objektumokban elképesztő fizikai körülmények uralkodnak.
A neutroncsillagokban a gravitáció összezúzta a közönséges anyagot. Nemcsak hogy az elektronhéjak szakadnak be, de különleges magfizikai folyamatok során az atommagok is felmorzsolódnak, és rettenetes energiájú, hőmérsékletű, gravitációba zárt neutronlevessé válik. Ez az anyag, ahol még a neutronok is szinte egymáshoz préselődnek, iszonyú sűrűségű: egy kockacukor méretű mintája is sok tonnát nyomna.
Még ennél is elképesztőbbek a körülmények a fekete lyukak mélyén.
A fekete lyukakban minden ismert részecske felbomlik és tiszta energiává válik.
Feltehetően erre a sorsra jutnak a tömegért, gravitációért felelős, ma még csak feltételezett
részecskék is.
Higgs részecske, gravitron, és úgy tudom, más, rokontulajdonságú részecskéket is feltételeznek más elméletek.
De nyilván ezek is.
Ekkor viszont a fekete lyukak tömegének utánpótlás hiányában folyamatosan csökkennie kellene, ahogy megemészti, tiszta energiává alakítja a tömegért, gravitációért felelős részecskéket.
Vagy ez is történik, csak az a néhány miliszekundum, ami alatt ez bekövetkezik, innen, kívülről nézve
akár sok száz milliárd évig tart?
És ha igen, ilyesmi indította be az ősrobbanást is?
A Standard Modellhez mindenképpen egy kvanált gravitációs kölcsönhatás lehet kompatibilis.
Nem feltétlenül, vannak más próbálkozások (végtelen dimenziós sokaságok). Ezekkel azonban - jelenleg - matematikai gondok vannak, a sokaság geometriáját nem sikerült szépen definiálni (mondjuk Levi-Civita-konnexió kellene). Persze nem baj, ha a geometria egzotikus, csak legyen fizikai értelme.
Különben a világ egyik leghíresebb matematikusa, John Milnor is foglalkozott ezzel.
Amíg nem lehet kísérletileg biztosan igazolni a gravitációhullámokat, és még később a gravitáció egyes kvantumainak hatásait addig megáll a tudománynak ez a része. Mert lehet, hogy kvantumgravitációs elméleteket lehet létrehozni, de nincs mód arra, hogy ezeket a valósággal összevessük.
Teljesen egyetértek. Matematikai kvantumgravitációs elméletet többet is ismerek.
Leginkább az a baj, hogy a gravitációs kölcsönhatás fajlagosan rendkívűl gyenge kölcsönhatás. A Standard Modellhez mindenképpen egy kvanált gravitációs kölcsönhatás lehet kompatibilis. Igen ám, de a gravitáció annyira gyenge, hogy még a gravitációs hullámokat sem tudták közvetlenül kimutatni.
Amíg nem lehet kísérletileg biztosan igazolni a gravitációhullámokat, és még később a gravitáció egyes kvantumainak hatásait addig megáll a tudománynak ez a része. Mert lehet, hogy kvantumgravitációs elméleteket lehet létrehozni, de nincs mód arra, hogy ezeket a valósággal összevessük. Még nem jött el a gravitációs hullámok, és a gravitonok megfigyeléséhez szükséges technika kora.
Milyen érdekes, ezt nem tudtam: megnéztem a Higgs-bozon szócikket a Wikipedián, és ezt találtam:
A Higgs-mező klasszikusan (tehát nem kvantáltan) is felírható a speciális relativitáselméletben, ekkor mint egy négyes skalár mező jelenik meg, és befolyásolja a részecskék nyugalmi tömegét.
Jó kérdés. A gravitációról semmit sem tud mondani a Standard Modell. Arról különösen semmit, hogy mi a kapcsolata a Higgs-el.
Lehet azért, pusztán formálisan, megoldást keresni. A Standard Modell részecskéi reprezentálhatók a fukcionálanalízis végtelen dimenziós Banach-tereiben. Ha most veszünk egy olyan topologikus sokaságot, amely lokálisan homeomorf ezekkel a Banach-terekkel, és a Higgs-bozon a modellben van, akkor válaszhatunk olyan konnexiót, metrikát, és kovariáns deriválást a sokaságon, amely konzisztensen definiált a Higgs-bozon hatásaira.
Azaz, ha egy eseménysorozat a sokaságon olyan, hogy ott részecske létezik, és tömege van, akkor a geodetikusa a választott geometriával legyen olyan, hogy tükrözze a Higgs-bozon hatását, azaz a részecske tömegét.
Ez tehát egy olyan modell, amely egyesíti a gravitációt, MINT geometriát, és a tömeget, mint kvantumelméletet.
Ez különben nem új ötlet.
És persze vannak modellek a gravitáció kvantálására is, amelyek a Hoggs-bozont figyelembe veszik - itt a gravitáció akkor nem geometria.
a cikkben van egy tévedés: Azt írja, hogy a Higgs-ből van +,0,- töltésállapotú. De igazából csak + és 0 töltésű Higgs-bozon lehet. Mert a Higgs mező izodublett, vagyis két töltésállapota lehet.
Amúgy könnyen lehet, hogy a Higgs-bozon tömegét is a Higgs-bozonok okozzák, mivel önmagukkal (vagyis nem egy részecske önmagával, hanem egy Higgs-bozon egy másik Higgs-bozonnal, de ugyanolyan fajtájú részecskékkel hatnak kölcsön, így érthető az önkölcsönhatás) hatnak kölcsön, és a szokásos tömeggenerálás zajlik le. De ettől még nem lehet megjósolni a Higgs-bozon tömegét, mivel nem ismert a Higgs-bozonnak Higgs-bozonnal való kölcsönhatásának csatolási állandója.
"1. Ha magának a Higgs részecskének van a megszokott értelemben tömege, akkor mit tesz hozzá a Higgs mező feltételezése az elmélethez?"
A Higgs mező tömegét nem tudják magyarázni. De ez a szoványos kölcsönhatásokat nem magyarázza. Mert, amennyire a jól ismert elektromágneses, gyenge és erős kölcsönhatások leírását befolyásolja a Higgs bozon, az csak a Higgs-bozonnak a részcskékkel való kölcsönhatásában szerepel. Ezekben nem fontos a Higgs tömege. A Higgs bozon magyarázza a részecskék tömegének az eredetét, ugyanis ő generálja. Emiatt fontos az elmélet számára.
"2. Ha a Higgs mező mindenhol jelen van, és Higgs bozonokból áll, akkor ez hatalmas tömeget képvisel, hatalmas gravitációval.
Azért nem érzékeljük, mert ha különböző irányú síkokkal kettémetszük a világot, pl. a balról hatót kiegyenlíti a jobbról, a felülről hatót pedig kiegyenlíti az alulról jövő gravitáció?"
Ez igaz. De erre nem tudnak magyarázatot adni. De nemcsak ezzel van baj. Hanem a szoványos részecskékhez tartozó vákuumenergiákkal, amik divergálnak, illetve a QCD kvark-antikvark tengerével, amiknek szintén irtozatos tömeget kellene képviselni, hatalmas gravitációt okozva. Ez a sötét anyagnál sok nagyságrenddel nagyobb tömeget képviselni... De hát a fizika távolról sem lezárt tudomány, ezeket a kérdéseket a jövő fizikusainak kell megválaszolni.
"3. És akkor tényleg az egész teret egyenletesen kell kitöltenie, mert ha csak a mi világegyetemünket töltené be, akkor abban minden asszimetrikusan, nem a középpontban elhelyezkedő testre kisebb-nagyobb mértékben hatna az asszimetriából adódó gravitáció. Plusz akkor így vektormező lenne?"
Jó kérdés. A gravitációról semmit sem tud mondani a Standard Modell. Arról különösen semmit, hogy mi a kapcsolata a Higgs-el.
"4. Azok a részecskék, amik tömeggel rendelkeznek, azok egy vagy több Higgs bozont tartalmaznak? Be vannak ágyazódva, vagy valamilyen más módon kötödnek azokhoz? Pédául keringenek körülötte? (Tudom, hogy ez abszurd, de azért az egyértelműség kedvéért megkérdezem.)"
Pont olyan viszonyban van, mint az elektromosan töltött részecske a fotonnal. Amelyik részecskének nagyobb az elektromos töltése, akörül erősebb elektromos térerősség alakul ki, a fotonokkal erősebben hat kölcsön. A részecskéknek van Higgs-mezőre vonatkozó töltése is, ami a részecskék tömegét okozza. A nehezebb részecskéknek nagyobb a Higgs-mezőre vonatkozó töltése, vagyis erősebben hat kölcsön a Higgs-bozonokkal.
Sajnos az elektromosan töltött részecskének és a fotonnak a viszonya sem ismert szemléletesen. Hogy a foton kering, vagy a részecskébe épül? Nem tudom. De az biztos, hogy ha erre lehetne választ adni, akkor ugyanez lenne a tömeges részecske és a Higgs-bozon között kapcsolat is. Az én véleményem az, hogy a korpuszkuláris szemlélet itt egyáltalán nem müködhet.
"5. Cserélődnek a részecskékben lévő Higgs bozonok a mezőben lévőkkel, vagy csak
különleges esetekben hagyják el a részecskét?"
Ha van a részecskének a Higgs-bozonnal való kölcsönhatása úgy képzelhető el, hogy a részecske magába építi a Higgs-bozont, akkor biztos, hogy a külső mezővel folyton bozoncsere lenne. Vagyis a részecskéből ki-be áramlanának a Higgs-bozonok, egyfajta dinamikus egyensúly alakulna ki a Higgs-bozonban. Mivel a Higgs-mező önkölcsönható (fi4-es önkölcsönható skalártér), így a Higgs-bozon Higgs-bozonnal is kölcsönhat.
Azt hiszem, kezdem érteni, hol tévedtem el a bozótosban.
Megtennéd, hogy még ezekre is válaszolsz, hátha nem válik végtelen kérdéssorrá?
1. Ha magának a Higgs részecskének van a megszokott értelemben tömege, akkor mit tesz hozzá a Higgs mező feltételezése az elmélethez?
2. Ha a Higgs mező mindenhol jelen van, és Higgs bozonokból áll, akkor ez hatalmas tömeget képvisel, hatalmas gravitációval.
Azért nem érzékeljük, mert ha különböző irányú síkokkal kettémetszük a világot, pl. a balról hatót kiegyenlíti a jobbról, a felülről hatót pedig kiegyenlíti az alulról jövő gravitáció?
3. És akkor tényleg az egész teret egyenletesen kell kitöltenie, mert ha csak a mi világegyetemünket töltené be, akkor abban minden asszimetrikusan, nem a középpontban elhelyezkedő testre kisebb-nagyobb mértékben hatna az asszimetriából adódó gravitáció. Plusz akkor így vektormező lenne?
4. Azok a részecskék, amik tömeggel rendelkeznek, azok egy vagy több Higgs bozont tartalmaznak? Be vannak ágyazódva, vagy valamilyen más módon kötödnek azokhoz? Pédául keringenek körülötte? (Tudom, hogy ez abszurd, de azért az egyértelműség kedvéért megkérdezem.)
5. Cserélődnek a részecskékben lévő Higgs bozonok a mezőben lévőkkel, vagy csak
"1. A Higgs mező mindent betöltő skalár tér. Intenzitása mindenhol ugyanakkora. Ott is jelen van, ahol az ősrobbanás hatása, se anyag, se energia nem érhetett még el. Mondjuk 1000 milliárd fényévre is, feltéve hogy ott létezik egyáltalán tér."
én is így gondolom
"2. Ennek ellenére a Higgs mező nem maga a tér."
A Higgs mező nem a 3D-os geometriai tér. Hanem régebbi időkben a mező helyett az erőtér, tér kifejezést használták, de ez igazából mezőt jelent.
"3. A Higgs bozonok hozzák létre."
Igen, a Higgs bozonok a kvantumjai. Vagyis ugyanúgy a Higgs mező(tér) kvantuma, ahogy az elektromágneses mező(tér) kvantuma a foton.
"4. A Higgs mező nem a Higgs bozonok sztochasztikus felhője. Tehát nem "szabad" és "részecskékhez kötött" Higgs bozonok kölcsönhatása."
A Higgs mezőhőz a Higgs bozon úgy viszonyul, mint az elektromágneses mezőhőz a foton viszonyul. Félklasszikus szemléletben, az elektromágneses mezőt is fotonok összességének, gázának lehet tekinteni. Ugyanígy a Higgs mezőt is a Higgs bozonok gázának tekinteni.
"5. A Higgs mező és a Higgs bozonok a tömeg mint jelenség legmélyebb magyarázata, amennyiben a tömeg a Higgs bozonnak a kölcsönhatása a Higgs mezővel."
A Higgs bozon tömegét nem tudják Higgs mechanizmussal magyarázni. Nem önmaga okozza, itt a tömeg oka megmagyarázatlan. Viszont a Higgs bozonon kívűl az összes részecskének a Higgs bozonnal való kölcsönhatás generálja a tömeget.
"6. Ilyen értelemben a Higgs bozonnak sincs tömege, csak az ő viselkedése okozza a tömegszerű megnyilvánulásokat."
Van tömege. De azt nem tudják, hogy pontosan mennyi, és hogy mi generálja.
"7. Azok a részecskék, amik tömeggel rendelkeznek, azok egy vagy több Higgs bozont tartalmaznak (vagy azokhoz kötödnek valamilyen más módon?)"
Igen.
"8. A kölcsönhatás sajátja, hogy megmagyarázza a tömeggel kapcsolatos jelenségeket, gyorsítást, lassítást. egyenes vonalú egyenletes mozgást, gravitációt, relatívisztikus tömegnövekedést. De ezt földi halandónak emészthetetlen matematika formájában."
A Standard Modell ezen alapul. Nem vészes a matematikája. Csak a tömegtagokat kölcsönhatási taggá átdefinálják. És a tömegparaméterek helyett, Higgs-bozonnal való csatolási állandó paraméterek lesz az új ismeretlenek, amik viszonyát egy Standard Modellen túli elméletnek kell leírnia.
Sajna úgy érzem, körbe-körbe járom a témát, és mindig valahol a falnak ütközök. Megtennéd, hogy megnézed és értékeled ezeket az állításokat?
1. A Higgs mező mindent betöltő skalár tér. Intenzitása mindenhol ugyanakkora. Ott is jelen van, ahol az ősrobbanás hatása, se anyag, se energia nem érhetett még el. Mondjuk 1000 milliárd fényévre is, feltéve hogy ott létezik egyáltalán tér.
2. Ennek ellenére a Higgs mező nem maga a tér.
3. A Higgs bozonok hozzák létre.
4. A Higgs mező nem a Higgs bozonok sztochasztikus felhője. Tehát nem "szabad" és "részecskékhez kötött" Higgs bozonok kölcsönhatása.
5. A Higgs mező és a Higgs bozonok a tömeg mint jelenség legmélyebb magyarázata, amennyiben a tömeg a Higgs bozonnak a kölcsönhatása a Higgs mezővel.
6. Ilyen értelemben a Higgs bozonnak sincs tömege, csak az ő viselkedése okozza a tömegszerű megnyilvánulásokat.
7. Azok a részecskék, amik tömeggel rendelkeznek, azok egy vagy több Higgs bozont tartalmaznak (vagy azokhoz kötödnek valamilyen más módon?)
8. A kölcsönhatás sajátja, hogy megmagyarázza a tömeggel kapcsolatos jelenségeket, gyorsítást, lassítást. egyenes vonalú egyenletes mozgást, gravitációt, relatívisztikus tömegnövekedést. De ezt földi halandónak emészthetetlen matematika formájában.
Nagyon nehéz dolog a detektroelmélet. Blohincev kvantummérésről szóló könyve egész jó. Amúgy teljesen igazad van. Talán a téringadozás kép a legelterjedtebb.
Én nem arra hivatkozok, hogy mit végeztem, hanem arra, hogy amit le tudsz írni inerciarendszerben gyorsulással, azt hibátlanul le tudod írni gyorsuló vonatkoztatási rendszerben erőkkel.
Én nem ismerem az áltrelt, nem nagyon foglalkoztam vele. Nem tudok mit kezdeni a téridő görbület fogalmával. Inkább úgy képzelem, hogy egy kettes spinű, nulla tömegű részecske erőtere a gravitáció, ami teljesen visszaadja az Einstein-egyenleteket, és csak hosszú hatótávolságú, és csak vonzást enged meg.
Úgy gondolom a Higgs a tömeget generálja, így az áltrel által a téridő görbületet is ez okozza (mert az áltrelben a tömeg torzítja a téridőt, és ezért lép fel a gravitáció). A Higgs-bozon a tömeggenerálás által a gravitációt okozza, de nem közvetíti. A gravitációt egy kettes spinű, nulla tömegű részecskének kell közvetítenie.
Az inercia rendszerhez relatívan nyugvó tömeg tehetetlenségében egyetértünk.
Ugyanakkor az időlassulás a tömeg nagyságának és távolságának függvénye.
A geometria, tömeg/felszín arány adja azt az időlassulás mértéket, amit a tömegtől R távolságon lévő felszínen mérhetünk. A mértéke arányos az adott sugáron mért gravitációs gyorsulásnak a (2*R)/c2 szeresével. Azaz arányos magával a gravitációs gyorsulásnak a nagyságával is.
Ezért a gravitációs gyorsulások értékének azonossága arányíthatja az időlassulásokat, ezzel pedig a téridő görbületeket. (Példa: 1 elektronnal azonos nagyságú tömeg pontszerű középpontjától R=2,5-21 m távolságra a gravitációs gyorsulás nagysága g=9,7 m/s2
A gravitációs gyorsulás és a gravitációs időlassulás azaz ezzel a gravitációs téridő görbület mértékének a tömeg nagyságával és távolságával való arányosságának ismeretében feltételezhető, hogy a részecskék méretei mellett is érvényes a téridő geometriájának gravitációs gyorsulással arányos mértéke.
Te nem tartod lehetségesnek azt a lehetőséget, hogy a Higgs nem csak a tehetetlenséget, hanem a téridő görbületét is okozza?
Nem szűnik meg a kölcsönhatás, a részecskék tömegét nem befolyásolja a mozgásállapota. Csak az egyenesvonalú egyenletes mozgást végző test tömegét a klasszikus mechanikában sem lehet megmondani. Nem azért, mert a testnek nincs tömege, hanem csak azért, mert a tömeget vagyis a tehetetlenséget a testek gyorsulásának vizsgálatával észlelhetjük, vagyis erő/gyorsulás=tömeg.
