Goompah írta:
> Ez azt jelenti, hogy az állandó gravitációs erőtérnek még az elméletek szerint sincs
> közvetító részecskéje, csak a gravitációs hullámoknak a hipotetikus graviton?
> Ez számomra, aki laikus vagyok, szokatlannak tűnik, mert úgy rémlik, minden erő
> valami részecske közvetítésével, részecskék kicserélése révén hat (pl. magerők,
> elektromos vagy mágneses erőtér).
A gravitáció kvantumelmélete még nincs kész, sőt kifejlesztése igazából el sem kezdődött. Az eddigi próbálkozások vagy látványos kudarcot vallottak, vagy ígéretesek, de nagy matematikai nehézségekkel küzdenek (pl a húrelméletek különböző változatai). A "graviton" fogalma a kezdeti lelkes lendület idején született (nosza kvantáljunk meg minden klasszikus erőteret, fénynek a foton, hangnak a fonon, elektromosságnak az elektron, hipertérnek a hiperon, piálásnak a pion, műanyagoknak a müon, gravitációnak a graviton lesz a kvantuma, bár lehet, hogy egy kicsit elszaladtam...
).
Ez a naiv kép biztosan nem működik. A helyzet ahhoz hasonlítható, mint amikor a speciális relativitáselmélet elfogadása, de még az általános relativitáselmélet megszületése előtt megpróbálták a gravitációt is beilleszteni a specrelbe. Kiindulás: a gravitáció Newton-törvénye és az elektrosztatika Coulomb-törvénye (egy előjel erejéig) megegyezik. Az elektrodinamika Maxwell-elmélete csont nélkül beleillett a specrelbe, Maxwell már Einstein előtt negyven évvel tökéletesen relativisztikus elméletet állított fel. Ezért aztán egyszerű ujjgyakorlatnak tűnt kiterjeszteni ezt a sémát a gravitációra is. Többen próbálkoztak is vele, csak aztán kiderült, hogy az a fránya előjel (pozitív töltések taszítják, pozitív tömegek vonzzák egymást) legyőzhetetlen nehézségeket okozott (részleteket lásd Vizgin: A modern gravitációelmélet kialakulása című könyvében). A megoldás egy fogalmilag és matematikailag is gyökeresen új elmélet, az áltrel lett, amit egyszerű analógia alapján nem lehetett megsejteni.
Egy másik analóg helyzet: az elektron 1897-es felfedezése után hamarosan rájöttek, hogy az elektronok az atomokból szakíthatók ki. De mi köti őket oda? Az első modellek szerint egy egyszerű rugó... Ezt persze senki sem gondolta komolyan, de ezzel az elmélettel az atomfizika számos tényét meg lehetett magyarázni. Egyszerűen azért, mert egy ilyen modell kezeléséhez már léteztek a szükséges fizikai fogalmak és matematikai eszközök, ezért le tudtak vezetni olyan predikciókat, amelyek összehasonlíthatók voltak a kísérleti tapasztalattal (és egyes predikciók bejöttek, mások meg nem). Ha akkor valaki a fizikusok kezébe nyomja a jelenség helyes leírására szolgáló Schrödinger-egyenletet, a fizikusok nem tudtak volna mit kezdeni vele - ehhez húsz év kísérleti és fogalmi fejlődése volt szükséges, benne persze az egyszerű rugós atommodellel, később Rutherford Naprendszer-szerű modelljével (aminek jövőre ünnepeljük a századik évfordulóját), a Bohr-féle félklasszikus modellel stb. Csak ezután jöhetett Heisenberg és Schrödinger kvantumelmélete, ami már választ adott arra, mi köti az elektront az atomhoz, igaz, ezt a választ az előző generációk tudósai nem hogy nem fogadták volna el, de meg sem értették volna...
Véleményem szerint a "graviton" fogalma hasonló szerepet játszik: a más jelenségekre bevált leírás indokolatlan kiterjesztése egy majdan más fogalmakkal és más matekkal leírandó jelenségre. E fogalmat ma lustaságból, az analógiák kedvelése okán, vagy egyszerűen jobb híján használjuk - amin száz év múlva épp úgy fognak mosolyogni, mint mi az atomokat összetartó rugókon. Ehhez persze az kell, hogy időközben megszülessen a jelenségkört korrekt módon leíró kvantumgravitációs elmélet (a témában az első Nobel-díj 2052-re várható).
Ennek az új elméletnek a fényében már nem csak a kérdéseidre most kapható válaszok, hanem maguk a kérdések is értelmetlennek, illetve naivnak fognak tűnni (ez nem a te lebecsülésed, a mai fogalmak alapján ilyeneket tudunk kérdezni). Szerintem az ilyen kérdésekre az a becsületes válasz, hogy ma még nem rendelkezünk a szükséges korrekt elmélettel, ezért minden válaszkísérlet egyéni elfogultságokat, érzéseket tükröz, és nem a tudomány "hivatalos" válaszát. Arra még várni kell.
> Vagy lehet, hogy a gravitációs hullámok közvetítő részecskéje olyasféle pszeudorészecske,
> mint pl. a fonon? Bár még ez is neccesnek tűnik, mert a statikus nyomásnak nagyon is vannak
> közvetítő részecskéi, az atomok.
De az is igaz, hogy a fonon nem azonos az atomokkal.
A fonon mint kvázirészecske nem az atomokkal analóg, hanem az atomok kollektív mozgási módusainak kvantuma. Ettől még ugyanabba a fogalmi és matematikai sémába illik, mint a közvélekedés által sokkal inkább "igazi részecskének" tartott, és kis golyócskaként elképzelt elektron vagy proton. (Érdemes megnézni pl a Sugárzás és részecskék című tankönyv bevezető oldalán az "elemi részecske" fogalmának meghatározását, alaposan meg lehet lepődni...
) Szóval a fonon és rokonai (polaron, exciton stb) nem vezetnek ki abból a matematikai modellből, a kvantum-mezőelmélet mai verziójából, ami fogalmilag és matematikailag összeegyeztethetetlennek bizonyult az általános relativitáselmélet fogalmaival és matekjával, és amit a majdani kvantumgravitáció-elméletnek feltétlenül meg kell haladnia.
Ez a majdani kvantumgravitáció-elmélet biztosan új fénybe helyez sok olyan kérdést is, amelyeken ma a fekete lyukak és a Nagy Bumm fizikája kapcsán naponta rágódunk, amelyeket a tudományban és az ilyen fórumokon is kedvtelve csócsálunk - pedig ma még egyszerűen nem léteznek az eszközök sem a korrekt válaszra, sem a kérdések helyes feltevésére.
Fiatalok, előttetek a pálya! Én is kíváncsian várom a megoldást! Határidő 2052, de lehet sietni is...
Boldog, borult éjszakákban szegény, felfedezésekben, magyar APOD-képekben, csillagos és fekete lyukas égboltban gazdag újesztendőt kívánok mindenkinek!
dgy
