Устин Чащихин - Квантовая теория гравитации

Электрический заряд не принимает ни хаотических, ни бесконечно малых значений, а только строго дискретные значения, кратные заряду электрона.

Именно по этой причине протон и электрон, имея одинаковый по модулю заряд, могут обменяться одним квантом электромагнитного поля – одним виртуальным фотоном. Элементарный электрический заряд может и излучить и поглотить элементарное электромагнитное поле – его квант – виртуальный фотон.

Поэтому именно значение элементарного электрического заряда и входит в уравнения и классической и квантовой электродинамики.

Аналогичным образом для вывода уравнений квантовой гравитации я предлагаю новый подход – поискать и измерить элементарные, минимальные значения массы, энергии и импульса. И эти элементарные массу, энергию и импульс можно будет считать источником предполагаемого гравитона.

И только после измерения элементарных значений массы, энергии и импульса эти величины можно будет использовать в уравнениях квантовой теории гравитации, чтобы описать гравитационное поле на квантовом уровне.

Хочу обратить внимание читателя на важный факт по поводу квантования энергии и импульса.

В теории гравитации Ньютона источником гравитации является масса. А в общей теории относительности источником гравитационнго поля является тензор энергии-импульса – мера плотности энергии и импульса в объеме:

Поэтому для нахождения кванта гравитационного поля – предполагаемого гравитона – нам надо найти минимальные, элементарные величины массы, энергии и импульса.

Да, все мы знаем, что энергия и импульс квантованы:

И обычно физики полагают, что именно факт квантования энергии и импульса (а значит, и тензора энергии-импульса в ОТО) является очевидным аргументом в пользу гравитона и квантовой природы гравитационного поля. Но любые попытки создания квантовой теории гравитации наталкиваются на непреодолимые трудности – все эти модели неперенормируемы.

Значит, здесь тупик? В чем же проблема?

Дело в том, что вопрос квантования энергии и импульса на самом деле гораздо сложнее.

Постоянная Планка, в отличие от электрического заряда, не является ни элементарной энергией, ни элементарным импульсом.

А частота и длина волны в выражениях (3) могут принимать самые разные значения. Да, электромагнитные волны квантованы, но квант ИК света имеет меньшую энергию, чем УФ-квант, а квант УФ света имеет меньшую энергию, чем квант рентгеновского диапазона.

Следовательно, квант электромагнитного излучения (3) еще пока не является элементарной минимальной энергией , поскольку в природе существуют меньшие по значения кванты излучения других длин волн.

Поэтому вопрос существования элементарной энергии упирается не только в постоянную Планка, но также и в вопрос существования элементарной частоты.Этот вопрос физики упускают из внимания.

Именно на этом вопросе я и хочу заострить внимание читателя. Именно этот вопрос надо решить для создания квантовой теории гравитации.

Поэтому мой подход – как для построения КЭД необходим элементарный электрический заряд, также и для построения квантовой гравитации необходимы элементарные минимальные значения массы, энергии, импульса и частоты.

Для более полного понимания рассмотрим графики зависимости электрического заряда, энергии и импульса.

Рис. 1. Электрический заряд квантован.

Рис. 2. Энергия и импульс квантованы по n, но они не квантованы по частоте.

Рис. 3. Квантованный спектр энергий по n и

непрерывный спектр энергий по частоте.

Самые легкие частицы с массой покоя – электрон и позитрон. Является ли масса электрона элементарной массой – минимальной массой, которой кратны все остальные массы? Есть ли здесь такая же ситуация, как и в случае с электрическим зарядом?

Для ответа на этот вопрос достаточно рассчитать отношения масс всех элементарных частиц к массе электрона. Если все эти отношения будут равны натуральным числам, тогда можно будет утверждать, что масса электрона – элементарная масса.

Однако, проделав эти рассчеты, мы увидим, что эти отношения не являются натуральными числами, например, отношение масс мюона и электрона равно ~206,768, отношение масс протона и электрона равно ~1836,1527 и т. д.

Вы можете перепроверить эти рассчеты для всех частиц с массой покоя. В результате этих простых вычислений можно легко убедиться в том, что, в отличие от электрического заряда, массы элементарных частиц отнюдь не пропорциональны массе электрона.

Какие выводы следуют из этих фактов? Можно ли на основе этих фактов утверждать, что масса электрона – это элементарная масса? Не правда ли, что скорее напрашивается противоположный вывод?

Значит, мы уже не можем описать гравитационное взаимодействие между электроном и протоном как обмен одним виртуальным гравитоном. Протон тяжелее электрона и его гравитационное поле сильнее, чем у электрона. Причем сильнее в нецелое число раз.

Поймите правильно – электрон и протон имеют строго одинаковыйпо модулю электрический заряд. Поэтому у каждого из них строго одинаковоеэлектрическое поле. Именно поэтому элементарный акт электромагнитного взаимодействия между ними можно представить как обмен одним виртуальным фотоном между двумя элементарными зарядами – протоном и электроном.

Но массы у протона и электрона разные. Поэтому гравитационное поле протона больше, чем гравитационное поле электрона.

Правильно ли мы рассуждаем? Может быть, есть масса у нейтрино и она является минимальной и элементарной массой? Или, может быть, существует некая элементарная частица – носитель минимальной элементарной массы? Тогда логично предположить, что все остальные частицы, обладающие массой покоя, должны быть построены из нейтрино или из такой частицы – носителя элементарной массы. Но тогда при столкновениях элементарных частиц на коллайдерах должна была бы появляться эта частица с массой меньше массы электрона. Однако опыты опровергают эту гипотезу [17—19].