Interacción entre gravitones y fotones

Question

Si uno cree en la teoría de los gravitones, entonces al ver un agujero negro se ve que los gravitones afectan a los fotones. Esto, a su vez, lleva a la conclusión de que las equivalencias de masa de los portadores de fuerza les permiten ser afectados por los gravitones. Sin embargo, si todos los portadores de fuerza se vieran afectados por los gravitones, ¿no deberían los gravitones verse afectados por los gravitones? Y si este fuera el caso, ¿por qué existirían los agujeros negros? (Ya que los gravitones serían absorbidos por el agujero negro). Esto se basa en la suposición de que la equivalencia de masa forma parte de todas las partículas portadoras de fuerza, no sólo de los fotones. La nota al margen es que los gravitones son teóricos.

Answer 1

Realmente hay demasiadas cosas en esta pregunta - básicamente es empezar en el punto A y tratar de llegar al punto E sin ni siquiera pararse a respirar en los puntos B, C y D, cada uno de los cuales podrías pasar años estudiando. No obstante, tal vez pueda apuntar en la dirección correcta...

En primer lugar, los portadores de fuerza como los fotones se ven afectados por la gravedad, cuantificada o no. Lo sabemos gracias a lente gravitacional por ejemplo.

Segundo: Sí, la gravedad se afecta a sí misma. Es precisamente esta retroalimentación la que hace que la relatividad general sea mucho más difícil y no lineal en comparación con el electromagnetismo. La presencia de materia gravitatoria se suma a la estrés-energía que, a su vez, aumenta la cantidad de gravedad. Por ello, la masa gravitatoria (medida a partir de las órbitas de objetos lejanos) de una estrella de neutrones es diferente de la suma de las masas en reposo de sus constituyentes.

En tercer lugar, respecto a cómo podemos sentir la gravedad desde un agujero negro, el problema es que pareces pensar en gravitones emergiendo de la singularidad, pasando fuera del horizonte de sucesos, e interactuando con la materia externa. Sin embargo, cuando se trata de partículas virtuales En este caso, hay que ser más cauteloso a la hora de asignarles trayectorias definidas como si fueran partículas normales y clásicas. La atracción de un agujero negro se debe a la curvatura general del espaciotiempo (o al estado de excitación del campo de gravitones, si realmente se quiere empujar en esa dirección); pensar que su origen es un punto puede ser engañoso.

Answer 2

Esto es completamente un movimiento de manos, ya que la gravitación no es mi especialidad. Sin embargo:

Es cierto que en el agujero negro clásico los fotones quedan atrapados dentro del horizonte de sucesos.

1) Si suponemos que el gravitón es similar al fotón y puede describirse mediante diagramas de Feynman, entonces la diferencia de atracción entre fotones y agujeros negros y gravitones y agujeros negros en los diagramas más fuertes ( de primer orden) dependerá del producto de los dos acoplamientos , a_electromagnético * a_gravitacional .

Obtenemos un orden de magnitud 10^-3*10^-45

gravitación con la gravitación, que sería el caso de atrapar los gravitones será de orden

             10^-90

No conozco los números reales, pero me parece que la diferencia es lo suficientemente grande como para que un agujero negro se coma los gravitones en tiempos de vida mucho mayores que la existencia del universo.

2)Hay que tener en cuenta la cuantificación. Si un agujero negro se cargaron Los fotones virtuales saldrían e interactuarían con la materia fuera del horizonte del agujero negro. Lo mismo ocurre con la "carga" gravitatoria del agujero negro: los gravitones virtuales más allá del horizonte interactuarán con la materia más allá del horizonte y así vemos el campo gravitatorio de un agujero negro.