El espacio-tiempo y la teoría del campo cuántico son dos enfoques diferentes. La relatividad general explica la fuerza de la gravedad en la curvatura del espacio-tiempo. Pero la teoría cuántica de campos (QFT) es el marco matemático y conceptual para la física contemporánea de partículas elementales. La relatividad general es incompatible con la teoría cuántica de campos. Los físicos están tratando de combinar la relatividad general y la mecánica cuántica.
En todos estos esfuerzos, la física clásica ha sido ignorada, mientras que la naturaleza es única y todos los fenómenos físicos, desde los microscópicos o macroscópicos, obedecen la misma ley. Por lo tanto, para resolver los problemas de la física contemporánea, los conceptos básicos y las relaciones de la física deben ser la base de la mecánica clásica que debe revisarse y analizarse.
La gravedad es una fuente común de interacción entre todo en la naturaleza, incluso en el espacio que se formula como espacio-tiempo. Si queremos describir la gravedad que interactúa con el espacio-tiempo a nivel cuántico, debemos usar el concepto cuántico de la gravedad que se llama gravitón.
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Nuestra creencia sobre la existencia o no existencia de gravitones no importa. Es importante que podamos describir la interacción gravitacional entre las partículas y la distribución de energía en el espacio-tiempo utilizando el concepto de gravitón. Si podemos hacer esta descripción, entonces los gravitones existen y funcionan bien.
En la actualidad, el mayor problema en la física teórica es combinar la relatividad general con la mecánica cuántica. Los físicos están tratando de resolver este problema en el contexto del modelo estándar de partículas.
En el modelo estándar, las partículas de materia transfieren cantidades discretas de energía mediante el intercambio de bosones entre sí. Este enfoque funciona bien en la electrodinámica cuántica al definir las cantidades discretas de energía mediante el intercambio de fotones virtuales entre partículas cargadas como el electrón y el positrón. Por esta razón, una fuerza fundamental es solo la energía de unión entre fermiones como los quarks. Esta energía de enlace es energía electromagnética que se llama fotón. En mecánica cuántica, pequeños paquetes de energía electromagnética llamados fotones y el portador de fuerza para la fuerza electromagnética (incluso cuando está estática a través de fotones virtuales).
En mecánica cuántica, el gravitón es una partícula elemental hipotética que media la fuerza de la gravitación en el marco de la teoría del campo cuántico. Si existe, el gravitón debe estar sin masa y debe tener un giro de 2. Esto se debe a que la fuente de gravitación es el tensor de energía de estrés, un tensor de segundo rango. Esta definición de gravitón no puede describir fenómenos gravitacionales, por lo que necesitamos una nueva definición de gravitón.
Renormalización
La renormalización es una colección de técnicas en la teoría de campo cuántico que se utilizan para tratar infinitos que surgen en cantidades calculadas que se desarrolló por primera vez en electrodinámica cuántica (QED) para dar sentido a las integrales infinitas en la teoría de perturbaciones. Las integrales para una partícula de espín J en dimensiones D están dadas por:
La teoría de cuerdas ha resuelto este problema con otro enfoque sobre el problema.
Propiedades del gravitón.
Para redefinir el gravitón, debemos considerar que la energía potencial gravitacional (está compuesta de cantidades discretas de energía que se llama gravitón) es convertible en energía electromagnética (fotones) y viceversa. Cuando un fotón está cayendo en el campo gravitacional, pasa de una capa baja a una densidad de gravitones más alta.
En las últimas décadas, se discute la estructura del fotón y los físicos están estudiando la estructura del fotón. Alguna evidencia muestra que el fotón consiste en cargas positivas y negativas. Además, un nuevo experimento muestra que la probabilidad de absorción en cada momento depende de la forma del fotón, también los fotones tienen unos 4 metros de largo, lo que es incompatible con el concepto no estructurado.
Cargas de color y color magnético
Un fotón con la energía más baja posible también transporta campos eléctricos y magnéticos. Por lo tanto, las características de los gravitones ingresados en la estructura del fotón deben comportarse de una manera que, junto con la explicación de la energía del fotón, describa el aumento en la intensidad de los campos eléctricos y magnéticos. En otras palabras, algunos de estos gravitones causan un aumento del campo eléctrico del fotón y otros gravitones aumentan la intensidad de los campos magnéticos. Además, no solo un fotón en el nivel más bajo de su energía está formado por algunos de los gravitones, sino que también sus miembros formados tienen propiedades eléctricas y magnéticas que se llaman carga de color y color magnético en la teoría CPH. El siguiente paso es especificar las cargas de color y los colores magnéticos en los que se obtiene prestando atención al menos al cambio en la energía del fotón en un campo gravitacional mientras se mueve hacia el cambio de gravedad azul.
La teoría de cuerdas ha resuelto este problema con otro enfoque sobre el problema.
Propiedades del gravitón.
Para redefinir el gravitón, debemos considerar que la energía potencial gravitacional (está compuesta de cantidades discretas de energía que se llama gravitón) es convertible en energía electromagnética (fotones) y viceversa. Cuando un fotón está cayendo en el campo gravitacional, pasa de una capa baja a una densidad de gravitones más alta.
En las últimas décadas, se discute la estructura del fotón y los físicos están estudiando la estructura del fotón. Alguna evidencia muestra que el fotón consiste en cargas positivas y negativas. Además, un nuevo experimento muestra que la probabilidad de absorción en cada momento depende de la forma del fotón, también los fotones tienen unos 4 metros de largo, lo que es incompatible con el concepto no estructurado.
Cargas de color y color magnético
Un fotón con la energía más baja posible también transporta campos eléctricos y magnéticos. Por lo tanto, las características de los gravitones ingresados en la estructura del fotón deben comportarse de una manera que, junto con la explicación de la energía del fotón, describa el aumento en la intensidad de los campos eléctricos y magnéticos. En otras palabras, algunos de estos gravitones causan un aumento del campo eléctrico del fotón y otros gravitones aumentan la intensidad de los campos magnéticos. Además, no solo un fotón en el nivel más bajo de su energía está formado por algunos de los gravitones, sino que también sus miembros formados tienen propiedades eléctricas y magnéticas que se llaman carga de color y color magnético en la teoría CPH. El siguiente paso es especificar las cargas de color y los colores magnéticos en los que se obtiene prestando atención al menos al cambio en la energía del fotón en un campo gravitacional mientras se mueve hacia el cambio de gravedad azul.
La matriz CPH muestra la energía de menor magnitud de un fotón.
Energía Sub-Cuántica (SQE)
Utilizamos la matriz CPH para definir energías sub cuánticas positivas y negativas de la siguiente manera: la primera columna de la matriz CPH se define energía sub cuántica positiva y la segunda columna de la matriz CPH se define energía sub cuántica negativa, entonces;
La cantidad de velocidad y energía de las energías sub cuánticas positivas y negativas son iguales, y la diferencia entre ellas solo está en el signo de sus cargas de color y dirección de flujo de color magnético.
Fotones virtuales
Hay dos tipos de fotones virtuales, fotones virtuales positivos y negativos que se definen de la siguiente manera:
Un fotón real está formado por un fotón virtual positivo y un fotón virtual negativo:
Donde, n y k son números naturales. Hasta ahora, la producción de energía electromagnética (fotones) se describió mediante el uso del desplazamiento azul gravitacional, en fenómenos inversos, los fotones se descomponen en fotones virtuales negativos y positivos. En el desplazamiento al rojo, los fotones virtuales también se descomponen en energías sub cuánticas positivas y negativas ( SQE s), y las energías sub cuánticas (SQE) también se descomponen en cargas de color y colores magnéticos. Las cargas de color y los colores magnéticos se separan, pierden su efecto entre sí y se convierten en gravitones. Además, existe una relación entre el número de SQEs en la estructura del fotón y la energía (también frecuencia) del fotón.
Entonces, los fotones son una combinación de fotones virtuales positivos y negativos. El fotón es un dipolo eléctrico muy débil que es consistente con la experiencia y se afirman estos artículos. Además, esta propiedad del fotón (dipolo eléctrico muy débil) puede describir la energía de absorción y emisión por partículas cargadas.
Un fotón está formado por dos conjuntos de SQE negativos y positivos, pero los campos magnéticos a su alrededor les impiden esta combinación.
Entonces, los fotones son una combinación de fotones virtuales positivos y negativos. El fotón es un dipolo eléctrico muy débil que es consistente con la experiencia y se afirman estos artículos. Además, esta propiedad del fotón (dipolo eléctrico muy débil) puede describir la energía de absorción y emisión por partículas cargadas.
Electrodinámica sub cuántica
Considere una partícula cargada (por ejemplo, un electrón) que crea un campo eléctrico alrededor de sí misma y que constantemente está propagando (propagando) fotones virtuales. El dominio de propagación de este campo eléctrico es infinito. Según las leyes físicas bien conocidas, no hay cambio en la carga eléctrica y la masa de partículas cargadas al emitir fotones virtuales que transportan fuerza eléctrica (y también transporta energía eléctrica). Por lo tanto, tenemos una máquina permanente en la que conocemos su producción, pero no sabemos acerca de su mecanismo y consumible y no hay información en este caso. Solo se dice que hay un campo eléctrico alrededor de cualquier partícula cargada. Cómo se crea este campo, cuál es su interacción con otros campos eléctricos y no eléctricos, incluida la gravedad, no se dice nada, es decir, no hay explicación.
Aquí, de acuerdo con las energías sub cuánticas negativas y positivas, se analiza el mecanismo para generar campos eléctricos, la dinámica de atracción y repulsión entre partículas cargadas.
El electrón es un conjunto de cargas de color negativas que son preservadas por el campo electromagnético debido a los colores magnéticos que lo rodean. Esta esfera rotacional (electrón giratorio) está a la deriva (flotando) en un mar de gravitones y, como ya se explicó, los gravitones se convierten en cargas de color positivas y negativas cerca del electrón. Hay la misma explicación para positron. Efectos electrónicos sobre las cargas de color existentes a su alrededor al tener dos propiedades especiales. El electrón tiene un estado de giro continuo que puede crear un campo eléctrico que se forma de cargas de color en movimiento, luego se producen colores magnéticos y luego se preparan las condiciones para producir energías sub cuánticas. Las cargas de color positivas se absorben hacia los electrones, pero el campo magnético a su alrededor es repelente de las cargas de color positivas. Al girar el movimiento del electrón, una cantidad de cargas de color positivas se compactan y convierten en fotón virtual positivo y (+) y son repelidas por su campo magnético circundante. Del mismo modo, el positrón absorbe las cargas negativas de color y su campo magnético circundante compacta las cargas negativas de color y las propaga como fotón virtual negativo y (-). Por lo tanto, podemos definir un operador que exprese el proceso de producción de fotones virtuales positivos por electrón. Si mostramos a este operador como sigue los efectos sobre el electrón y es respecto al tiempo de y (+), significa que crea el portador de la fuerza electromagnética positiva, entonces tenemos:
Donde a, es un número natural. De la misma manera, el positrón se comporta como un electrón que es similar a un generador y produce y propaga fotones virtuales negativos (Figura) y luego tenemos:
El electrón y el positrón se atraen entre sí por fotones virtuales positivos y negativos.
Cuando y (+) del electrón llega al área 2 del positrón, se combina con y (-) se crea un fotón real y el positrón acelera hacia el electrón. El mecanismo similar ocurre para el electrón.
Ahora deberíamos describir el campo gravitacional y la energía potencial gravitacional que están relacionados con la distribución de energía en el espacio-tiempo.
¿El campo gravitacional es continuo o discreto?
Las estrellas nacen dentro de las nubes de polvo. Una estrella está compuesta de átomos, cada átomo contiene unas pocas partículas subatómicas y cada elemento tiene su propio campo gravitacional. Entonces, el campo gravitacional de una estrella está formado por la combinación de los campos gravitacionales de sus partículas subatómicas. Cuando una estrella explota, cada parte de ella, como las partículas subatómicas, lleva su propio campo gravitacional.
Muestra que las partículas subatómicas se absorben entre sí, incluso en estrella. En otras palabras, el campo gravitacional está cuantizado.
Campo gravitacional
En mecánica clásica, el campo gravitacional g alrededor de una masa de punto M es un campo vectorial que consiste en cada punto (con la distancia r de la masa de punto M) de un vector que apunta directamente hacia la partícula que viene dada por:
Con respecto al concepto de partículas de intercambio en la teoría del campo cuántico y la existencia de gravitón, cuando una partícula / objeto está cayendo en el campo gravitacional, pasa de una capa baja a una densidad de gravitones más alta. Por lo tanto, debemos investigar el impacto de cambiar la densidad de los gravitones en los gravitones de intercambio entre las partículas que en adelante se harán.
La relatividad general es la teoría geométrica de la gravitación y la descripción actual de la gravitación en la física moderna.
En la relatividad general, el universo tiene tres dimensiones de espacio y una de tiempo, y al unirlas obtenemos espacio-tiempo de cuatro dimensiones, cuya gravedad es un efecto emergente de la curvatura espacio-tiempo asociada con las distribuciones de energía. Como dijo Einstein: “la materia le dice al espacio cómo doblarse; el espacio le dice a la materia cómo moverse “.
Ecuación de campo de Einstein
Las ecuaciones de campo de Einstein son el conjunto de 10 ecuaciones que describen la interacción fundamental de la gravitación como resultado del espacio-tiempo curvado por la masa y la energía.
Estas ecuaciones se utilizan para estudiar fenómenos como las ondas gravitacionales.
Notas considerables sobre la ecuación de campo de Einstein
La curvatura de Ricci es el objeto matemático que controla la tasa de crecimiento del volumen de bolas métricas en una variedad.
Curvatura escalar de una variedad riemanniana está dada por la traza del tensor de curvatura de Ricci.
Tensor métrico , gij es una función que indica cómo calcular la distancia entre dos puntos en un espacio dado. Sus componentes pueden verse como factores de multiplicación que deben colocarse frente a los desplazamientos diferenciales dxi en un Teorema de Pitágoras generalizado:
La constante cosmológica es el valor de la densidad de energía del vacío del espacio.
Tensor de tensión-energía en coordenadas locales, el tensor de tensión-energía puede considerarse como una pestaña de matriz 4 × 4 en cada punto del espacio-tiempo. Este gadget es lo que aparece en el lado derecho de la ecuación de Einstein para la relatividad general: Gab = Tab
Las ecuaciones de campo de Einstein no son ecuaciones dinámicas que describen cómo la materia y la energía cambian la geometría del espacio-tiempo, esta geometría curva se interpreta como el campo gravitacional de la fuente de materia. Einstein intentó proponer estructuras geométricas del espacio mediante ecuaciones matemáticas. Entonces, usó geometría no euclidiana. Hay tres notas considerables en las ecuaciones de Einstein;
1- Las ecuaciones de campo de Einstein no provienen directamente del principio de equivalencia. Estas ecuaciones son simplemente ecuaciones adecuadas para la relatividad general.
2- Hay una explicación física para el camino de la luz en un campo gravitacional. Aunque explicar los marcos de referencia es un concepto físico, no hay ninguna explicación de cómo el campo gravitacional afecta a los fotones en la relatividad general. Entonces, ¿cómo podemos explicar este fenómeno mediante la mecánica cuántica?
3- El espacio-tiempo es una cantidad continua en relatividad general. Pero el cambio de frecuencia de fotones y la producción de energía se cuantifican. Ese desplazamiento al azul gravitacional (o desplazamiento al rojo) es un caso especial de campo gravitacional que afecta al fotón. Por lo tanto, mi pregunta es: ¿cómo podemos explicar el desplazamiento al azul gravitacional de acuerdo con la relación entre la energía del fotón y su frecuencia?
Podemos describir los mecanismos de producción de energía de punto cero que es la distribución de energía en el espacio-tiempo.
Cuando la densidad del gravitón aumenta en el espacio, varios gravitones con la masa de partículas NR m (G) son adyacentes entre sí y las interacciones se registran y se convierten en cargas de color y un número de gravitones se convierte en color magnético. Finalmente, las energías sub cuánticas producen fotones virtuales, y los fotones virtuales forman el fotón real. Sobre la energía del vacío, incluso en ausencia de los fotones en el vacío, las ecuaciones de Maxwell pueden generalizarse en el vacío, como sigue;
Al cambiar el campo eléctrico de fotones, el campo magnético también cambia. También en este caso, los gravitones se convierten en partículas portadoras magnéticas y entran en la estructura del fotón que viene dada por;
Donde i, j son números naturales. Cuando la densidad del gravitón aumenta en el espacio, los gravitones interactúan entre sí y adquieren un campo eléctrico y magnético y producen la energía del electromagnetismo. De acuerdo con la descripción anterior y con respecto al fenómeno del desplazamiento al rojo gravitacional y al desplazamiento al azul, en general se puede concluir que:
En los días de Einstein, las fuerzas fuertes y débiles aún no se habían descubierto, pero encontró la existencia de incluso dos fuerzas distintas, la gravedad y el electromagnetismo, profundamente preocupante.
Intercambiar gravitón entre partículas
A pesar de publicar muchos artículos sobre gravitón, no se ha realizado ningún trabajo considerable sobre el mecanismo de intercambio de gravitón entre cuerpos / partículas. La razón es que la antigua definición de gravitón (en la física moderna) no puede describir este mecanismo y tampoco es posible obtener la teoría de la gravedad cuántica.
Con respecto a la creación de fotones virtuales, cada partícula cargada produce cargas de color positivas y negativas.
Por lo tanto, una gran cantidad de cargas de color negativas se están moviendo hacia afuera en el área (3) alrededor de las partículas cargadas negativas. Y una gran cantidad de cargas de color positivas se mueven hacia afuera en el área (3) alrededor de las partículas cargadas positivas (ver figura).
Según la figura anterior, una gran cantidad de cargas de color positivas se mueven desde la partícula cargada positiva hacia las partículas cargadas negativas, y las cargas de color negativas se mueven desde la partícula cargada negativa hacia la partícula cargada positiva y se combinan entre sí (en el área 3 ) y producen las energías sub cuánticas, luego se produce energía de gravedad y estas dos partículas se aceleran una hacia la otra.
Aunque el mecanismo de generación de energía gravitacional de dos partículas cargadas de signo idénticas es similar con dos partículas cargadas de signo diferentes, pero el método de generación y energías sub cuánticas es diferente. Para explicar el proceso de generación de energía gravitacional entre dos partículas cargadas de signo idénticas, es necesario explicar el proceso de la energía electromagnética generada por la interacción de su repulsión eléctrica.
