Vad är gravitoner?

String Theory Explained – What is The True Nature of Reality? (Mars 2019).

Anonim

I det som har blivit en ikonisk scen från Avengers: Age of Ultron, uppmanar Thor med vänliga uppmärksamhet de andra medlemmarna i hans lag att försöka lyfta sin hammare, den mäktiga Mjolnir, som vilade på ett soffbord i Tony Starks penthouse. Ganska förutsägbart var det ingen som kunde krossa det (förutom Captain America, som lyckades röra det bara en liten bit).

De som följer Thor antingen genom filmer eller serietidningar vet alltför väl att hans hammare är omöjligt tung och försöker allt de kan (nästan) ingen kan lyfta den förutom för honom, vilket ibland leder till oförutsedda problem

.

Medan Thors hammare och allt relaterat till det är rent fiktivt, finns det en vetenskaplig hypotes som kan berätta för hammarens otroliga vikt.

Ange gravitoner

En konstnärs representation som visar gravitoner som förmedlande partiklar i gravitationens kraft

Förutom gravitationskraften finns tre primära krafter i naturen, som alla har sina respektive mediatoriska elementära partiklar; ljus (elektromagnetism) färdas genom fotoner, svag interaktion medieras genom W och Z bosoner, och de elementära partiklarna som bär starkt kärnkraft kallas gluoner. Alla dessa mikroskopiska partiklar förmedlar de krafter som vi observerar på makronivåer. Eftersom gravitationskraften också är en av de främsta krafterna i naturen, är det teoretiserat att det också måste ha någon elementär partikel, vilket är när gravitoner kom in på bilden.

Det är emellertid en sak att teoretisera någonting och helt annat för att bevisa sin existens genom experimentella bevis. Det är praktiskt taget omöjligt att upptäcka gravitoner eftersom vi saknar en fysiskt genomförbar detektor. Eftersom tyngdkraften är den svagaste av alla naturliga krafter är det fysiskt oförmöget att upptäcka gravitoner på grund av det oändligt små tvärsnittet av interaktion de har med materia.

Partiklar genom grundläggande interaktioner (Foto Credit: Wikimedia.org)

Trots det vet forskare en sak eller två om gravitoner med stor säkerhet. Först och främst, eftersom gravitationskraften existerar mellan några två partiklar, oberoende av deras position i förhållande till varandra, måste partiklarna som bär den kraften mellan de två kropparna väsentligen vara masslösa. Dessutom måste de bära en snurr av 2, eftersom gravitationskällan är stress-energitensor, som råkar vara en andraordens tensor. Dessa attribut indikerar att om en masslös partikel med en snurr av 2 detekteras, måste den vara en graviton.

Men vad har gravitoner att göra med Thors hammare?

Kort sagt, ju högre gravitationsstyrkan, dvs. ju högre antalet gravitoner desto tyngre är ett objekt väger - och vice versa. Detta leder till att de mäktiga Mjölnarna på något sätt måste tinka sig med gravitoner själva!

Lite om Mjolnir

Den mäktiga Mjolnir (Foto Credit: Thor (filmen) / Marvel Entertainment)

Möjligheten att tinker med gravitons måste därför ligga med hammaren, och i själva verket själva metallen ( uru ). Om man tittar på detta från vårt jordiska perspektiv verkar det uppenbarligen långt ifrån sig för att kvalificera sig som en egenskap av ett element, men för att citera Arthur C Clarkes berömda tredje lag, "någon tillräckligt avancerad teknik är oskiljbar från magi". Metall uru kan vara magisk för oss helt enkelt för att den tillhör en planet som är tekniskt långt mer avancerad än oss. Så, för nu, låt oss anta att på grund av sitt mycket mer överlägsna ursprung är uru det vi kallar "magiskt".

Mjölners förmåga att kontrollera gravitoner

Den hårdare Hulken försöker lyfta hammaren, ju högre antal gravitoner det släpper ut för att motverka uppåtriktad kraft

Även om vi inte har lyckats med att upptäcka gravitoner har vi kunnat upptäcka gravitationsvågor, som är gjorda av ett stort antal gravitoner. Fysiker arbetar dygnet runt för att formulera en teori om kvant gravitation som indirekt kommer att bekräfta att gravitoner existerar; Under tiden är superhero-riken upptagen med att göra saker tyngre än vad som verkar genom att manipulera dessa gravitoner - eller så antar vi!

referenser