Материал
из свободной русской энциклопедии «Традиция»
Постоянная сильной гравитации — предполагаемая фундаментальная физическая
постоянная, константа сильного гравитационного взаимодействия, действующего на
уровне элементарных частиц.
Согласно
ньютоновскому закону всемирного тяготения, сила гравитационного притяжения
между двумя достаточно массивными материальными точками с гравитационными
массами и
,
находящимися на расстоянии
, равна:
Коэффициент
пропорциональности в данном выражении называется гравитационная постоянная. В отличие от
обычной силы гравитации, на уровне элементарных частиц действует сильная гравитация. Для её описания в
формуле для гравитационной силы необходимо заменить
на
:
Идея сильной гравитации первоначально связывалась с математическим подходом Абдуса Салама при унификации гравитации и квантовой хромодинамики, а сейчас часто используется для обозначения любого исследования, предполагающего гравитацию на уровне частиц как основу сильного взаимодействия.
Имеется
несколько способов оценки значения . В предположении, что постоянная сильной
гравитации зависит от типа объектов, из взаимодействия двух ядер дейтерия
находится, [1] что
м3•с–2•кг–1.
На основе
аналогии между адронами и чёрными дырами Керра — Ньюмена [2] Sivaram, C.
и Sinha, K.P, [3] [4] Raut, Usha и Shina, KP [5] приняли значение м3•с–2•кг–1.
Значение постоянной сильной гравитации позволяет оценить величину
сильного спин-торсионного взаимодействия между вращающимися протонами. [6]
Mongan написал статью, [7] в которой постоянная
сильной гравитации равна м3•с–2•кг–1. Согласно работам Олдершоу
[8] значение постоянной сильной гравитации равно
м3•с–2•кг–1.
Как и у Олдершоу,
постоянная сильной гравитации может быть связана [9] с радиусом
протона ,
массой протона
и скоростью света
:
м3•с–2•кг–1.
Согласно Tennakone,
который рассматривал электрон и протон как чёрные дыры в сильном гравитационном
поле, постоянная сильной гравитации равна: [10]
м3•с–2•кг–1.
Zane Andrea Quintili находит постоянную сильной гравитации на основе подобия между планковской массой и радиусом, и соответственно массой и радиусом протона: [11]
м3•с–2•кг–1.
Recami с соавторами [12] [13]
определяют постоянную сильной гравитации через массу пиона по формуле:
м3•с–2•кг–1,
где –
постоянная Планка.
Отсюда они выводят константу сильного взаимодействия двух
нуклонов в следующем виде: [14]
,
где
обозначает сильный заряд,
есть
постоянная Дирака.
Станислав Фисенко с соавторами нашли [15] [16] спектр устойчивых состояний электрона в собственном гравитационном поле (0.511 MeV …0.681 MeV) с помощью постоянной сильной гравитации
м3•с–2•кг–1.
Авторы работы [17] при определении отталкивались от постоянной Ферми, что привело
их к значению
м3•с–2•кг–1.
В статье [18] можно найти значение постоянной сильной
гравитации, равное м3•с–2•кг–1.
В 1999 г. Сергей Федосин ввёл значение постоянной сильной гравитации на основе равенства между кулоновской электрической силой и силой гравитации в атоме водорода на радиусе Бора. В единицах СИ это приводит к следующему выражению для значения постоянной сильной гравитации: [19]
м3•с–2•кг–1,
где – элементарный
заряд,
– число пи,
– электрическая
постоянная,
– масса протона,
– масса электрона.
При этом предполагается, что сильная гравитация, как универсальная сила, действует на вещество нуклонов, адронов, электронов и элементарных частиц независимо от типа этих частиц. В противоположность этому, в стандартном подходе считается, что сильное взаимодействие никак не действует на электроны и другие лептоны.
Малая
масса и сильный заряд вещества не позволяют электрону целиком находиться в
каком-то малом объёме вблизи ядра, и он приобретает дисковидную осесимметричную
форму, ограниченную размером атома. В атоме водорода между ядром и веществом
электрона действуют электрические силы притяжения, но они компенсируются силами
расталкивания собственного заряда электрона. Остаются центростремительная сила
от вращения электрона вокруг ядра, и гравитационное притяжение между массивным
ядром и веществом электрона. Отсюда следует равенство действия всех сил, в том
числе равенство действия сильной гравитации между массами ядра и электрона с
одной стороны, и электрической силы между зарядами ядра и электрона, с другой
стороны, позволяющее оценить значение Если
есть радиус Бора, то равенство сил даёт:
Постоянная тонкой структуры есть
Так что
Радиус Бора становится равным
где есть орбитальная скорость электронного
облака на первом уровне энергии.
Отсюда , а кинетическая энергия электрона с учётом
определения постоянной сильной гравитации равна:
где есть
потенциальная энергия электрона в электрическом поле ядра атома водорода.
Получается
теорема вириала в виде . Находится также полная энергия электрона на
первом уровне энергии:
эВ.
С помощью постоянной может быть записано равенство между энергией
покоя протона и половиной потенциальной энергии поля сильной гравитации протона
в виде шара согласно теореме вириала, [20] если считать, что для
протона энергия связи
, с точностью до знака равная полной энергии,
становится очень близкой к релятивистской энергии в виде энергии покоя:
где м
есть радиус протона,
(в гипотетическом случае однородной плотности
вещества протона должно быть
).
Отсюда следует, что масса нуклонов определяется энергией сильной гравитации в
соответствии с принципом эквивалентности массы
и энергии.
Если предположить, что магнитный момент
протона создаётся за счёт максимального вращения положительного заряда,
распределённого по объёму протона в виде шара, когда центростремительное
ускорение на экваторе становится равным ускорению сильной гравитации, то
формула для магнитного момента имеет вид:
где Дж/Тл
есть магнитный момент протона,
(в случае однородной плотности вещества и
заряда протона должно быть
).
Из формул для энергии и
магнитного момента в самосогласованной модели определяется радиус протона. [21]
Постоянная сильной гравитации входит также
в формулу, описывающую сильное взаимодействие
с помощью сильной гравитации и поля кручения
вращающихся частиц. [22] Особенностью эффекта гравитационной индукции является то, что если
два тела вращаются вдоль одной оси и сближаются под действием силы гравитации,
то эти тела будут увеличивать угловую скорость своего вращения. В связи с этим
предполагается, что нуклоны в атомных ядрах вращаются с максимальной скоростью.
Это может объяснить равновесие нуклонов в атомных ядрах как равновесие между
силой притяжения от сильной гравитации и силой от поля кручения (от
гравитомагнитной силы в гравитоэлектромагнетизме).
В частности, константа взаимодействия
равна:
,
где равна 0,26 для взаимодействия двух нуклонов, и
стремится к 1 для частиц с меньшей плотностью вещества.
Константа близка к константе сильного взаимодействия
двух нуклонов в Стандартной модели:
,
где
есть константа псевдоскалярного нуклон-пионного взаимодействия.
Постоянная
тонкой структуры есть константа взаимодействия электромагнитного
взаимодействия и может быть записана так:
Связь с
обычной гравитационной константой
Если
использовать подобие
уровней материи и SPФ-симметрию,
то значение можно определить
также через коэффициенты подобия и гравитационную постоянную обычной гравитации
по формуле:
где ,
,
являются коэффициентами подобия
по массе, размерам и скоростям соответственно, для вырожденных квантовых
объектов на атомном и звёздном уровнях материи. [19]
Степени коэффициентов подобия в данном равенстве соответствуют размерности
гравитационной постоянной.
С точки
зрения теории бесконечной вложенности материи
и теории
гравитации Лесажа, наличие двух гравитационных постоянных и
показывает различие свойств гравитонов и
свойств вещества на разных уровнях материи. [23] [24]
В частности, для постоянной сильной гравитации и обычной гравитационной постоянной можно записать подобные друг другу соотношения, в которых эти постоянные выражаются через соответствующие плотности энергии потоков гравитонов электрогравитационного вакуума и параметры наиболее плотного объекта соответствующего уровня материи: [25]
где Дж/м³ –
плотность энергии потоков гравитонов для кубического распределения;
м² –
сечение взаимодействия заряженных частиц электрогравитационного вакуума
(праонов) с нуклонами, которое очень близко по величине к геометрическому
сечению нуклона и используется для вычисления электрической
постоянной;
– масса нуклона;
Дж/м³ –
плотность энергии потоков гравитонов на уровне звёзд для кубического
распределения;
м² –
сечение взаимодействия гравитонов с нейтронной звездой;
кг –
масса нейтронной звезды.
На уровне
материи праонов должна действовать своя
собственная постоянная сильной гравитации
.
Считая, что коэффициент подобия по скоростям между нуклонным и праонным
уровнями материи равен
, можно записать:
м3•с–2•кг–1,
где Кл есть заряд праона,
кг – масса праона,
– отношение массы протона к массе электрона.