Квантование гравитации и свойства вакуума - Физика и философия - Мигдал А.Б. - Философы и их философия

         Квантовая механика аналогично применяется и к другим полям, если они достаточно слабо взаимодействуют друг с другом. Все трудно­сти квантовой теории поля, о которых дальше пойдет речь, возникают  при учете взаимодействия.

       Задачу о квантовании невзаимодействующих гравитационных полей решил в 1936 г. замечательный ленинградский физик М. П. Бронштейн, который в 1937 г. в возрасте 32 лет был приговорен к “десяти годам без права переписки”, то есть к расстрелу.

       Так как, согласно Эйнштейну, гравитационное поле определяет геомет­рические свойства пространства-времени, квантовые колебания этого поля означают флуктуации геометрических свойств. Отношение длины окруж­ности к радиусу колеблется около значения 2п. Теория позволяет оценить масштаб, на котором флуктуации геометрии делаются большими. Этот масштаб носит название “планковской длины”. Он неслыханно мал: ~10-33 см.

       Несравненно более трудная задача — квантование гравитации иа любых масштабах, когда самодействие не мало,— до сих пор не решена. О попытках ее решения мы еще поговорим.

        Возбуждения электромагнитного поля — фотоны — можно рассмат­ривать как частицы со спином 1 (спин — угловой момент в единицах постоянной Планка), а возбуждения гравитационного—гравитоны— имеют спин 2. Поля, возбуждения которых имеют целочисленные спины, называются бозонными. Помимо бозонных, существуют фермионные поля, возбуждения которых — фермионы — имеют спин, равный полуцелому числу. К ним относятся электроны и позитроны, или нуклоны и анти­нуклоны, имеющие спин 1/2.

       Подобно вакуумным флуктуациям бозонных полей, происходят ваку­умные флуктуации полей фермионных. В вакууме непрерывно рождают­ся и исчезают электроны и позитроны, протоны и антипротоны и вообще все существующие в природе частицы и античастицы. Вакуум кишит неродившимися виртуальными частицами.

        Вакуум представляет собой удивительно сложную и интересную среду. Ее можно было бы, как и прежде, называть эфиром, но это вызвало бы путаницу с наивным и противоречивым понятием прошлого века. Физики предпочитают слово “вакуум”. Вакуум — не арена событий, а физический объект.