Mi az a graviton. Jó tudom, hogy a gravitáció kvantumja, de ez számomra nem kielégítő. Szemléletesen el lehet magyarázni?

A részecskefizikai standard modellben sincs graviton. Meg persze értelemszerűen az áltrelben sem.

Összességében egyetlen ma elfogadott modellben sem szerepel graviton.

"Ha elolvastad volna a kérdésemet"

Olvastam a #4 hozzászólásod, és innentől nem is érdekel a többi, no comment. Ja, és gratulálok. Majd egyszer rájössz, hogy mihez.

A gravitonok

Az általános tömegvonzás Isaac Newton által megfogalmazott törvénye szerint, a tömeg által kiváltott vonzóerő - a tömegközépponttól való távolság négyzetével - fordított arányban áll. A tömegvonzás egyenlő a gravitációval.

Hogyan érzékeljük mi, egyszerű földlakók a gravitációt? Ha valami kicsúszik a kezünkből, leesik. Ha pechünk van, épp a lábunkra, vagy a konyhakőre. A gravitáció miatt van az is, hogy amikor ráállunk a mérlegre, meg tudjuk mérni a súlyunkat.

De vajon miért esik lefelé egy tárgy? A válasz pofonegyszerű: mert a Föld vonzza a tárgyat. De ugyanez a tárgy akkor is a földre esik, ha az erő nem lefelé húzza, hanem lefelé tolja!

Már az elemi iskolában belénk verték, hogy Newton apánk törvényei kikezdhetetlenek. Pedig a gravitáció körül valami alapvető bibi van. Ennek első jelét maga a világegyetem adja. Mai tudásunk szerint ugyanis folyamatosan tágul. A bibi ott van, hogy a galaxisoknak a feltételezett középponttól való távolsága nem lineárisan nő, azaz a tágulás egyre gyorsabb ütemű. Ez pedig csak úgy lehetséges, ha a galaxisok kölcsönösen taszítják egymást.

Negatív gravitáció? Gravitáció, ami taszít? Balgaság! Vagy mégsem?

Hogy megbarátkozzunk ezzel a felismeréssel, próbáljuk elképzelni a csillagos égboltot. Miért látjuk a csillagokat? Mert a kibocsátott fényük – sok-sok apró foton részecske – egészen szemünk retinájáig jut el. Amikor retinánk, ugyanabból az irányból több részecskét érzékel, azt a csillagot fényesebbnek látjuk.

Színházi látcsőbe kukkantva olyan csillagok is előtűnnek a fekete égbolton, melyeket szabad szemmel nem veszünk észre. Ha erősebb távcsővel nézzük az eget, még több csillagot látunk. Űrteleszkóppal pedig még sokkal többet. A tér szinte minden pontja tele van csillagokkal, még akkor is, ha nem látjuk őket.

Tételezzük fel, hogy a világegyetem minden csillaga, a fotonokkal együtt gravitációs taszítóhullámokat is generál. Az okfejtésben a taszításon van a hangsúly. Nézzünk egy példát: ráállunk a mérlegre, és 80 kilót mutat. Newton szerint ekkora gravitációs erővel vonzza testünket a Földnek a tömege. De mi van akkor, ha azt feltételezzük, hogy a Föld valójában 920 kg-nyi erővel próbál minket eltaszítani, de ez azért nem sikeredik neki, mert a világegyetem együttes taszítóereje 1000 kg-mal nyom minket az ellenkező irányba? Mit fog mutatni a mérleg? 80 kg-ot!

A példában szereplő 920 és 1000 természetesen fiktív számok, választhattunk volna bármilyen más számpárt is, amelyek közt 80 a különbség – annyi, amennyit mérlegünk valójában mutat.

A tömegtaszítás fogalmának bevezetésével a legtöbb, a kozmológiában eddig érthetetlen anomália magyarázatot nyerne.

Bár a newtoni tömegvonzás a jelenlegi fizika egyik alaptörvénye, de több sebből vérzik. Hogy valami nincs rendben körülötte, azt a Naprendszerből kifelé tartó űrszondák is igazolták. Valamennyi űrszonda sebessége csökken, akármilyen irányba is haladnak. Ez azt igazolja, hogy a valós gravitációs erő mértéke eltér a távolság négyzetéből kiszámolt elméleti csökkenéstől. Kell lenni valami egyéb erőnek, ami az űrszondák mozgását befolyásolja.

Nem felel meg az általános tömegvonzás törvényének az a furcsaság sem, hogy a földfelszíntől mintegy 300 méteres magasságig a mért gravitáció több, a felszín alatt 300 méterig viszont kevesebb, mint amennyinek elméletileg lennie kellene. A jelenséget először Eötvös József állapította meg, de ő még mérési hibára gyanakodott. Méréseinek helyességét azóta többször igazolták – a magyarázattal azonban a tudomány még adós maradt.

* * *

A gravitációs kölcsönhatást közvetítő elemi részecskét gravitonnak nevezték el. Létezése csupán feltételezésen alapszik, eleven gravitont még senki sem látott. Személyesen semmi okom nincs rá, hogy a gravitációs taszítóhatást közvetítő részecskét más névvel illessem – a graviton maradhat, legfeljebb előjele változik.

A két, ellentétes szemlélet közötti vitában - a gravitációs nyomóerőt képviselő csapat érvrendszere - szinte lemossa a pályáról ellenfelét.

Szó volt már a messzi galaxisok gyorsuló ütemű távolodásától. Ha a gravitáció vonzerő lenne, a galaxisok egymás felé tartanának. Ha elképzeljük azt a galaxist, amelyik a folyamatosan táguló világegyetem szélén van, és amellett még gyorsul is, ez csak akkor lehetséges, ha a többi galaxis felől nyomóerő hat rá – ami, a másik oldalról, ellensúlyozatlan marad.

Miért kering a Hold a Föld körül? Newton apánk szerint, a Föld tömegvonzása miatt. Ez csak akkor lenne igaz, ha a graviton nem egy részecske lenne, hanem egy láthatatlan szál, ami odaérve a Holdhoz rátapad, és nem engedi messzebbre szállni. A newtoni modellben a gravitonnak – már ha egyáltalán létezik – negatív energiájúnak, negatív sebességűnek, vagy negatív tömegűnek kellene lennie. Márpedig e premisszák bármelyike fizikai képtelenség, önmagukban is kizárják a gravitáció vonzerő voltát.

Az árapály jelensége is egyértelműen levezethető a taszító gravitációval. A minden irányból érkező gravitációs nyomóerőt a Hold leárnyékolja, ezért a földi taszítóerő ott jobban érvényesül, a víz felpúposodik – amit mi dagályként érzékelünk.

Ha vonzás lenne a gravitáció, ahogy közeledünk a Földhöz, ez az erő egyre növekedne. Ez igaz is, egészen addig, amíg el nem érjük a földfelszínt. Azonban, ha tovább megyünk a Föld mélye felé, a vonzás ereje csökkenni fog, olyannyira, hogy a tömegközéppontban pontosan olyan súlytalanok leszünk, mint a világűrben. Utóbbi szingularitási probléma - gravitációs nyomóerő esetén,- fel sem merülhet.

A gravitáció newtoni értelmezése nem tud választ adni arra a kérdésre sem, miért nem hagyja el egy fekete lyuk eseményhorizontját semmilyen sugárzás vagy anyag, miközben mindennél jobban vonz bármilyen anyagot? Ha semmilyen hatás nem jöhet ki, miképpen jön ki az erő? Gravitációs nyomóerőt feltételezve ez a kérdés fel sem merülhet, mert úgy a gravitációs sugárzás, mint az erő, egyaránt befelé irányul.

A fekete lyuk közepén lévő nyomás sem nőhet a végtelenségig, mint ahogy a klasszikus fizika jelenleg feltételezi. Taszító gravitáció esetén ezt a nyomást a külső tér, azaz a világegyetem állandó gravitációs nyomóereje adja, ezért nem is nőhet a végtelenbe. Amennyiben a fekete lyuk tömegén áthaladva a gravitációs sugárzás elnyelődik, a középpontban lévő nyomásnak – bármely fekete lyuk méretétől függetlenül - hasonlónak kell lenni.

A gravitációs taszítás sokkal jobban megfelel az újabb - és a vonzó gravitációs modellel megmagyarázhatatlan – megfigyeléseknek. Még pontosabban fogalmazva: a nyomó gravitáció megfelel, a newtoni vonzó viszont egyáltalán nem.

* * *

Előbb-utóbb a fizikaórákon is az új szemléletű, taszító gravitációt fogják tanítani. Azonban addig is, és azután is vigyázzunk arra, hogy ne ejtsünk le tányért a konyhakőre, mert - akár a Föld húzza, akár a világegyetem nyomja, a végeredmény ugyanaz – a tányér összetörik.