(dianaarturovna/iStock/Getty Images Plus) Изстреляйте се от достатъчно голяма височина и няма да отнеме много време, за да видите кой ще спечели в битката между гравитацията и силите, които свързват твърдата земя.
Относителната слабост на гравитацията, поне в сравнение със силата наелектромагнетизъм и ядрени сили, изглежда ограничава силата си до явления в огромните мащаби на планети и галактики.
Поради тази причина, заедно с предизвикателството да се ожениш обща теория на относителността с квантовата физика, физиците са склонни да определят ролята на гравитацията на ръчна вълна при образуването на частици, като я подправят с доста произволен корекционен фактор.
Двама физици от Института по гравитация и космология към Руския университет за приятелство на народите (RUDN University) сега преосмислят мястото на гравитацията сред градивните елементи на природата, търсейки решения на уравнения, които биха дали на тази малка сила по-голяма роля в обяснението как могат да се появят фундаментални частици.
На пръв поглед изглежда като ненужно търсене. За типична елементарна частица, като електрон, нейното електромагнитно привличане е 10^40 пъти по-силно от нейната гравитационна сила.
Включването на ефектите на гравитацията, когато се описва движението на електрона около ядрото на атома, би било като да се вземе предвид въздействието на комар, когато се обсъжда автомобилна катастрофа.
Изследователите Ахмед Алхарти и Владимир В. Касандров смятат, че комарът може да е по-важен, отколкото му приписваме, поне на умопомрачително ниското ниво наПланкова скала.
„Гравитацията може потенциално да играе важна роля в микросвета и това предположение се потвърждава от определени данни“, казва Касандров.
Утвърдени решения да се фундаментални уравнения на теория на полето в изкривяването на пространство-времето изглежда оставят място за малко, но ненулево влияние на гравитацията, когато приближаваме. Тъй като разстоянията се свиват, привличането на гравитацията в крайна сметка става сравнимо с това на привлечените заряди.
Съществуват и модели, описващи самотни вълни, образуващи се в квантови полета, в които малкият ефект на гравитацията би могъл да помогне за укрепването на вълната.
Дуото се върна към полукласическите модели на уравненията на електромагнитното поле, като замени обичайно използваната ръчно размахвана корекция и приложи правила, които им позволяват да променят някои количества, като същевременно гарантират, че други остават фиксирани.
Чрез разделяне на количествата, определящи заряда и масата на известни елементарни частици, екипът тръгна на лов за решения, които се добавят.
В по-голямата си част нямаше ясни ситуации, при които гравитацията изглеждаше необходима, поне за известните частици.
Но имаше сценарии, когато разстоянията се свиха до около 10^-33 метра за заредени обекти с маса 10^-5 грама, където се появиха решения.
Теоретиците не са сигурни дали техните отговори описват нещо, което бихме могли да открием във Вселената, въпреки че те поставят някои ограничения на спектър, който съответства на хипотетични полуквантови частици, т.нар. максимони .
Раздвижвайки математиката по-нататък, тъй като електрическият заряд изчезва в нищото в най-малкия мащаб и масите нарастват до звездна величина, става ясно, че гравитацията се превръща в ключов фактор за появата на някои обекти от квантовия пейзаж.
Това може да звучи като полет на фантазия, но такива вълни на неутрална материя са същите неща, които изграждат хипотетични обекти, известни катобозонни звезди.
Засега гравитацията ще продължи да бъде сведена до неохотна странична бележка във физиката на елементарните частици, нейната малка сила е математическа сложност, която не осигурява осезаема полза при нейното решаване.
Един ден просто може да се наложи да дадем най-слабото от четири фундаментални сили това се дължи на най-малките мащаби на Вселената.
„В бъдеще бихме искали да хвърлим светлина върху този проблем, който е интригуващ за физиците, но изключително сложен от гледна точка на математиката“, казва Касандров.
Това изследване е публикувано в Вселена .