1tom - 0469.htm
ш О
О
520
м
<
л.
исследования испарения черных дыр, рождения частиц в космологии показывают, что квантовая теория полей (не гравитационных) приводит к эффективному видоизменению ур-ний Эйнштейна. Наконец, в совр, объедин╦нных теориях взаимодействия элементарных частиц плотность энергии вакуума может быть отлична от нуля и, следовательно, обладать собств. гравитац. полем.
Вс╦ это свидетельствует о том, что создание квантовой теории Г. в. невозможно без уч╦та др. фундам. взаимодействий и, наоборот, теория др. взаимодействий не будет полна и свободна от внутр. противоречий без уч╦та Г. в. Достигнуть подобного объединения Г. в. с др. взаимодействиями, возможно, удастся в рамках интенсивно развивающейся теории струн.
Лит.: Ландау Л. Д., Л и ф ш и ц Е. М., Теория поля, б изд., М,, 1973; Сахаров А. Д.» Вакуумные квантовые флуктуации в искривл╦нном пространстве и теория гравитации, лДАН СССР», Ш17, т. 177, с. 70; Марков М. А., О природе материи, М., 1У7С; М и з н е р Ч., Торн К., У и л е р Д ж., Гравитация, пер. с англ., т. 1 ≈ 3, М., 1977; Альберт Эйнштейн и теория гравитации. Сб. ст., М., 1379; Гриб А. А., Мамаев С. Г., М о с т <; п а н е н н о В. М., Квантовые эффекты в интенсивных внешних полях, М., 1980; Sivarara C-, Sin ha К. P., Strong spin-two interaction and general relativity, «Phys. Rypts», 1979, v. 51, p. 113; A d 1 е г S. L,, Einstein gravity as a symmetry-breaking effect in quantum field theory, «Revs, Mod. Phy3.->, 1982. v. 54, p. 729, В. А. Березин.
ГРАВИТАЦИОННОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ ≈ см. Гравитационные волны.
ГРАВИТАЦИОННОЕ ПОЛЕ ≈ то же, что поле тяготения. См. Тяготение,
ГРАВИТАЦИОННОЕ СМЕЩЕНИЕ ≈ изменение час тоты эл.-маги. излучения при его распространении в гравитац. поле. См. в ст. Красное смещение.
ГРАВИТАЦИОННЫЕ ВОЛНЫ ≈ изменения гравитац. поля, распространяющиеся в пространстве с фундам. скоростью с. Г. в. излучаются массами, движущимися с перем. ускорением. Подобно электродинамике, предсказывающей существование не связанного с зарядами свободного эл.-магн. поля ≈ электромагнитных волн, релятивистская теория гравитации ≈ общая теория относительности (ОТО) ≈ предсказывает существование не связанного с массами свободного гравитац. поля ≈ Г. в. Воздействуя на тела, Г. в. должны вызывать относит, смещение их част9й (деформацию тел). На этом явлении основаны попытки обнаружения Г- в., однако они до сих пор не обнаружены из-за чрезвычайно малой интенсивности и крайне слабого взаимодействия с веществом-
Распространение Г. в. Слабые Г, в. представляют собой возмущения гравитац, поля, к-pue описываются симметричным тензором второго ранга A^v, соответствующим малым возмущениям метрики Минковского (см. Минковского пространство-время}
i v ≈О, 1, 2, 3.
Тензор huv рассматривается как тензорное поле на фоне плоского пространства-времени, при этом все операции поднимания и опускания тензорных индексов производятся с помощью не возмущ╦на ого метрического тензора Т]цу
При опредсл. выборе системы отсч╦та (или при опре-цел, калибровке), аналогичной лоренцовой калибровке в электродинамике, на /J^v налагаются дополнит, условия:
V
1
(2)
UVj
526
V tV j i г Vj sV тг>
где ц^ц ≈ ≈ Ou.ft, h = h^~ rf %v, Op ≈ символ Kpo-
некера {по совпадающим верхнему и нижнему индексам производится суммирование). В этой калибровке линеаризованные уравнения Эйнштейна в пустоте сводятся к волновому ур-нию для
(3)
где Ц ≈ Д'Аламбера оператор, Д ≈ Лапласа оператор.
В малой области пространства-времени Г. в, можно считать плоской. Если в качестве оси х выбрать направление распространения волны, то подходящим выбором системы отсч╦та можно обратить в нуль все компоненты /4iv, Кроме компонент h2Z= ≈ /г3з~^+ и u23=ftx. т. е. Г. в, является поперечной, а поляризация волны определяется след, двумерным тензором второго ранга в плоскости yz\\
Компоненты h
= 2, 3.
(4)
описывают две независимые поля-
ризации Г. в,, к-рые отличаются друг от друга поворо том на угол л/4 в плоскости yz (рис. 1).
Если в отсутствие Г, в. квадрат расстояния между соседними пробными частицами равен
то в волне расстояние оказывается переменным;
(6)
Из (6) становится ясным физ. смысл величин h+ и йх; этими величинами определяются относит, смещения
(1) *=Зг/4
Рис. 1- Смещение пробных частиц в поляризованной гравитационной волне для двух независимых поляризаци*. До начала прохождения волны частицы располагались на окружности. Каждый рисунок показывает последовательные положения частиц через четверть периода волны.
(а также относит, скорости и ускорения) пробных частиц в гравитац. волне {рис. 1).
Поток энергии в Г. в. направлен вдоль оси распространения волны и равен
(7)
где G ≈ гравитац. постоянная.
Величина (7) представляет собой компоненту т. н. псевдотеязора энергии-импульса гравитац. поля.
")
}
