¿Qué tan pesado puede ser un gravitón?
Los científicos están tratando de determinar las propiedades de gravitones determinar - de una partícula hipotética, la interacción gravitacional ejercicios en un im Revista de astrofísica de alta energía En su trabajo publicado, el Prof. Marek Biesiada y sus colegas encontraron una nueva restricción en la masa de la galaxia a partir de un análisis de 12 cúmulos de galaxias. gravitones derivado. Es siete órdenes de magnitud más fuerte que las limitaciones resultantes de las observaciones del Ondas gravitacionales resultar.
El Relatividad General (TRB) cambió nuestras ideas sobre la gravedad. Después de las curvas ART materia espacio-tiempo, y todos los objetos se mueven en este espacio-tiempo curvo a lo largo de caminos específicos que geodestas son nombrados, siempre que no estén influenciados por otras interacciones no gravitatorias. Reproducido para curvaturas de espacio-tiempo no muy grandes y velocidades pequeñas en comparación con la velocidad de la luz. la teoria de einstein La ley de la gravitación universal de Newton, que todavía usamos con éxito para explicar el movimiento de los planetas o las estrellas en Galaxias para describir.
Sabemos que las otras tres interacciones fundamentales -la interacción electromagnética con largo alcance, así como los débiles y los interacción fuerteque controlan la materia a nivel subatómico - son de naturaleza mecánica cuántica. En el descripción cuántica Una interacción implica el intercambio de la partícula (bosón) que la transporta. Para el electromagnetismo, este es el fotón, una partícula de luz, un cuanto de la onda electromagnética. Para la interacción fuerte y débil, son los gluones o bosones Z y W. Durante más de cien años, los físicos han estado tratando de gravedad universal de la misma manera y buscar una teoría cuántica de Gravedad. En analogía con otras interacciones, una partícula portadora gravitatoria hipotética sería el llamado gravitón. Debido al rango infinito de interacción gravitatoria, que decrece con el cuadrado de la distancia, eso tendría que ser Graviton - como el fotón - ser sin masa. Sin embargo, estas son solo predicciones teóricas que deben verificarse experimentalmente.
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Considerando las propiedades de un hipotético gravitones estudiado, uno puede hacer la pregunta inversa: ¿qué consecuencias observables deberían aparecer en la imagen del Universo y su dinámica disponible para nosotros si el gravitón tuviera propiedades diferentes a las que esperamos, por ejemplo, si tuviera una muy pequeña, pero distinta de cero? , uno tendría masa? Si los datos de observación -que siempre están sujetos a incertidumbres- con la hipótesis de una masa gravitones de acuerdo, entonces la incertidumbre asociada con estos datos permite que la masa máxima del gravitones estimado de antemano, es decir, permite responder a la pregunta de cuán ligero puede ser el gravitón, de modo que las consecuencias de su masa aún no estén en contradicción con los datos de observación. En un artículo publicado en el Journal of High Energy Astrophysics, el Prof. Marek Biesiada del NCBJ junto con el Dr. Aleksandra Piórkowska-Kurpas de la Universidad de Silesia y el Prof. Shuo Cao de la Universidad Normal de Beijing emitieron una advertencia para la masa del gravitón mg < 5-10^-29 eV encontrados.
Cada partícula tiene una longitud característica que la llamada longitud de onda Compton, que es inversamente proporcional a su masa, explica el Prof. Marek Biesiada. Cuanto mayor sea la masa, menor será la longitud de onda de esa onda. Para las partículas que interactúan, la longitud de onda de Compton determina el rango de la interacción. Masa cero significa longitud de onda Compton infinita, es decir, rango infinito. En caso de electromagnetismo la teoría predice que el fotón no debería tener masa. Lo mismo se aplica a la gravedad. Así que la prueba de la masa del gravitón es una prueba de la teoría. Son una prueba muy importante ya que algunos investigadores han propuesto teorías que modifican las ART y predicen que el área de la interacción gravitacional debe ser finito. En teorías como esta se potencial newtoniano modificado: A grandes distancias, el fuerza gravitacional más rápido que el cuadrado de la distancia.