Czy istnieje grawitacja dualna? Uniwersalność i pierwotność grawitacji

To pierwszy z serii artykułów źródłowych traktujących (trzeba przyznać, że w sposób niekonwencjonalny) o grawitacji.

 

     Zapytajmy w sposób bardziej konkretny: Czy istnieje odpychanie grawitacyjne? Należałoby oczekiwać, że odpowiedź będzie zdecydowanie negatywna. Przecież czegoś takiego nie wykryto. Poza tym, "gdyby grawitacja miała charakter dualny (jak elektromagnetyzm, to istniałoby ekranowanie grawitacyjne, czyli możliwość odseparowania się od wpływu grawitacji. Opuszczenie Ziemi nie byłoby problemem. A jednak jest.  

   Choć siły elektryczne są o niebo mocniejsze od grawitacyjnych, kompensacja elektrycznych sił przyciągania i odpychania w skali mikroskopowej sprawia to, że większość ciał jest elektrycznie obojętna pomimo, że wszędzie istnieją protony i elektrony.

A przyciąganie grawitacyjne sobie działa i usunąć go niesposób.

   Mimo wszystko, jeśli zadano pytanie (w tytule) o istnienie grawitacji dualnej, to nie wystarczy już odpowiedź (negatywna) bez uzasadnienia...

   Zacznijmy z innej beczki. Pamiętamy ze szkoły zasady dynamiki. Niejeden z nas, nawet jeśli już zapomniał o swej szkolnej edukacji, potrafi wyrecytować zasady Newtona. Tu skoncentruję się na drugiej: Jeśli ciało uczestniczy w oddziaływaniu, to porusza się z przyśpieszeniem proporcjonalnym do wielkości siły nań działającej, a odwrotnie proporcjonalnym do masy (w zbiorze ciał o różnych masach, przy założeniu, że masa danego ciała nie ulega zmianie).To jedno ze szkolnych sformułowań. A teraz zwróćmy uwagę na to, że zasada ta nie precyzuje rodzaju sił. Mogą to być siły elektryczne, magnetyczne, jądrowe i oczywiście grawitacyjne. W każdym przypadku jednak mowa o przyśpieszeniu ciała o określonej masie, a nie np. o ciele posiadającym określony ładunek elektryczny, magnetyczny (lub jakiś ładunek jądrowy), rzutujący na wielkość przyśpieszenia pod działaniem określonej siły. To coś mówi. Masa jest wielkością uniwersalną, gdyż decyduje o wielkości przyśpieszenia ciała pod działaniem siły dowolnego rodzaju. Jakoś nie zwraca się na to uwagi. A przecież masa jest także parametrem ciała będącego ze swej natury źródłem pola grawitacyjnego, parametrem, od którego zależy natężenie tego pola w określonym punkcie. Z jednej strony bezwładność, a z drugiej grawitacja.

   Jak wiemy, Einstein zapostulował, i słusznie, równość masy grawitacyjnej i masy bezwładnej. To była baza. W zamiarze Einsteina ogólna teoria względności (OTW) miała być teorią uniwersalną. Zdania tuż powyżej mówią dlaczego ta uniwersalna teoria jest właśnie teorią grawitacji. To już jest argument dosyć ważki za tym, że grawitacja jest oddziaływaniem podstawowym, a pozostałe – wtórnym (nawet jeśli to brzmi rewolucyjnie). Tę rewolucję zapoczatkował oczywiście Albert Einstein, choć dziś raczej się o tym nie myśli, nawet na najwyższym szczeblu. My pójdziemy tym pierwotnym tropem. Jak daleko zajdziemy? Dziś do grawitacji podchodzi się inaczej, nie koniecznie zgodnie z pierwotnymi zamysłami Einsteina. Dziś rzeczywistość modeluje zakrzywienie czasoprzestrzeni. Może i słusznie. W zasadzie problem pojawia się tylko wtedy, gdy pragniemy opisać Wszechświat, a także, gdy chcemy poznać i zrozumieć materię w warunkach dużej jej koncentracji. W obu tych przypadkach OTW jakby nie spełnia oczekiwań. Rzadko się o tym słyszy, jeszcze rzadziej pisze.

   W fizyce cząstek o grawitacji nie ma mowy. Jest zbyt słaba, a w obliczeniach prowadzi do nieskończoności (nie poddaje się renormalizacji – tak to się mówi). Dużo głębiej w hierarchii małości grawitacja staje się dosyć silna (o tym innym razem). Tam gdzieś jest w zasadzie oddziaływaniem jedynym. Może to prawda, że pozostałe oddzialywania sa wobec niej wtórne. Jeśli siły elektryczne pochodzą z grawitacji, a są dualne (przyciąganie i odpychanie), to może i grawitacja jest dualna... Ale przecież nic nie wiadomo o możliwości istnienia plusa i minusa w grawitacji.

   Nie przekreśla to jednak możliwości istnienia grawitacji dualnej. Wcale nie muszą istnieć ładunki masowe dodatnie i ujemne i mimo wszystko możliwe jest odpychanie grawitacyjne. Jak? Zobaczymy w następnym artykule.