נוסח השאלה המלא: ככל שלחלקיקים נושאי כוח יש יותר מסה, כך לכוח אותו הם נושאים יש טווח קצר יותר. הפוטון הוא חסר מסה , לכן הטווח של הכוח האלקטרומגנטי הוא אינסופי. כוח המשיכה גם כן פועל לכל טווח, לכן חוזים שהגרוויטון הוא חסר מסה.
השאלה שלי: מדוע כל כך בטוחים שהגרוויטון הוא חסר מסה? הרי הקביעה שכוח הכבידה פועל לכל טווח היא בסך הכול "ניחוש" של ניוטון (שגם איינשטיין השתמש בו).
האין זה ייתכן שכוח הכבידה פועל עד למרחק מסוים, (נאמר בשרירותיות) 200 שנות אור, כך ייתכן שלגרויטון כן יש מסה?
הגרוויטון הינו חלקיק אלמנטרי היפותטי המשמש ברב תיאוריות הכבידה הקוונטיות להעברת כוח הכבידה, בדומה לפוטון המשמש בתיאוריות אלקטרודינמיקה קוונטית להעברת הכוח האלקטרומגנטי. מעצם הגדרתו של הגרוויטון בתיאוריות אלו, עליו להיות חסר מסת מנוחה.
תיאוריות ככלל נועדו להסביר תופעות קיימות, ולתת תחזית להתנהגות באירועים שעדיין לא התרחשו. על-כן ניתן לאשש (לבסס – to establish) תיאוריה על ידי תצפיות שמחזקות אותה, אך להוכיח אותה (to prove) לא תמיד ניתן; מעבר לכך, די באירוע אחד שלא יתאים לתיאוריה, בכדי להפריכה.
מכאן, שנכון להיום, התיאוריות חוזות את קיומו של גרוויטון בעל תכונות מסוימות (כגון היותו חסר מסת מנוחה), אך עדיין לא נערכה מדידה שתוכיח זאת. אם מדידה שתיערך תוכיח אחרת, יהיה צורך בתיאוריות חדשות, או בתיקון לקיימות. ציינת כי הקביעה שכוח הכבידה פועל לכל טווח היא בסך הכול "ניחוש" – אפשר להציג זאת כך, ואם כך אתה בעצם טוען (בצדק) כי זו תיאוריה. בינתיים, זו לא הופרכה.
תיאוריות רבות הינן קירוב של המציאות; לטובת קוראים נוספים, נגלוש לדוגמה פשוטה:
רדיוס כדור הארץ הוא כ-6,380 ק"מ. במרחק של 6,380,000 ק"מ (כמעט פי 17 מהמרחק לירח) השפעת כוח המשיכה של כדור הארץ קטנה פי מיליון.
אם ניזכר כי המרחק הממוצע לשמש הוא כ- 150,000,000 ק"מ (יחידה אסטרונומית אחת), כוח המשיכה של כדור הארץ במרחק זה הוא קטן פי (חצי) מיליארד מכוח המשיכה על פני כדור-הארץ ( 0.0000000018g ). האם הערך זניח?
מצד אחד, לרוב חישובים תיאורטיים הנוגעים להשפעת כוח המשיכה של כדור הארץ על גופים קטנים ניקח ערך זה כאפס. אבל אנו יודעים כי כדור הארץ לכוד בכוח המשיכה של השמש במרחק זה, ועל כן כוח המשיכה של השמש אינו ניתן להזנחה במרחק זה.
תמונה באדיבות ויקיפדיה
שתי הערות:
1.לגבי הקשר בין מסה לטווח הכוח: מטען הפרוטון זהה בגודלו למטען האלקטרון, והכוח האלקטרומגנטי שהם מפעילים על-כן שווה בגודלו (עם כי הפוך בכיוונו) למרות שמסת הפרוטון גדולה פי 2,000 בקירוב, על-כן אין המסה משמשת מדד לטווח הכוח.
2.לגבי עצם קיום הגרוויטון – קיימות תיאוריות שאינן צופות את קיומו של גרוויטון, כך שבהן כל דיון לגבי מסתו הוא כמובן אינו רלוונטי.
מאת: ד"ר לירן שמשי
המחלקה לפיזיקה של מערכות מורכבות
מכון ויצמן למדע
הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.
