Вікіпедія

Релятивістська теорія гравітації

альтернативна теорія гравітації

Релятивістська теорія гравітації (РТГ) — біметрична теорія гравітації, що розвивається в рамках спеціальної теорії відносності (в авторській інтерпретації) і заснована на поданні гравітаційного поля як симетричного тензорного фізичного поля валентності 2 в просторі Мінковського. Воно формує метрику ефективного ріманового простору, який тільки й відчувають інші поля та частки. В останніх версіях стверджується, що теорія містить масивні гравітони. Розробляв академік РАН Анатолій Логунов із групою співробітників[1][2].

Теорія не дуже відома і мало цитується поза російськомовною групою Логунова[3]. Судження групи Логунова стосовно загальної теорії відносності зазнали суттєвої та різнобічної критики.

Відмінності від загальної теорії відносності

ред.

У низці робіт автори теорії стверджують, що РТГ має такі відмінності від загальної теорії відносності (ЗТВ)[4]:

Як і в ЗТВ, в РТГ під речовиною розуміють усі форми матерії (включно з електромагнітним полем), за винятком самого гравітаційного поля. Проте густина лагранжіана гравітаційного поля   у ній залежить як від метричного тензора  , так і від гравітаційного поля  , чим вона й відрізняється від ЗТВ, в якій густина лагранжіана залежить лише від метричного тензора ріманового простору  [5].

Наслідки з РТГ, як стверджують творці, такі:

  1. Всесвіт — просторово плоский, однорідний, ізотропний; в ефективній метриці Всесвіт осцилює; прискорене розширення вимагає квінтесенції;
  2. у Всесвіті (якщо розуміти під ним лише матерію Всесвіту, але не математичні, тобто ідеальні та абстрактні, об'єкти) сингулярностей не існує;
  3. чорних дір як фізичних об'єктів, передбачених в ЗТВ, не існує — замість них є стабільні зорі з екстремальним червоним зміщенням і радіусом трохи більшим від радіуса Шварцшильда, які фактично не відрізняються від кандидатів у чорні діри (див., однак, Колапсар).

Необхідність альтернативної ЗТВ теорії, на думку Логунова, обумовлена ​​тим, що ЗТВ, як він вважає, непридатна як фізична теорія через ототожнення гравітації з тензором ріманового простору, що призвів до несумісності ЗТВ із фундаментальними законами збереження:

Ейнштейн у ЗТВ ототожнив гравітацію з метричним тензором ріманового простору, але цей шлях призвів до відмови від гравітаційного поля як фізичного поля, і навіть до втрати фундаментальних законів збереження. Саме тому від цього положення Ейнштейна нам слід повністю відмовитися.
Оригінальний текст (рос.)
Эйнштейн в ОТО отождествил гравитацию с метрическим тензором риманова пространства, но этот путь привёл к отказу от гравитационного поля как физического поля, а также к утрате фундаментальных законов сохранения. Именно поэтому от этого положения Эйнштейна нам необходимо полностью отказаться.

— Лекції з теорії відносності та гравітації: Сучасний аналіз проблеми (1987), с. 240 (рос.)

Відгуки

ред.

Позитивні

ред.

Голландський фізик Тео М. Ньюенхайзен і чеський фізик В. Шпичка висловили думку, що необхідно відмовитися від ЗТВ і перейти на РТГ, оскільки остання, на їхню думку, має низку переваг[6][7].

У свою чергу Томас Ортін, посилаючись на статтю Логунова «Релятивістська теорія гравітації і принцип Маха», схарактеризував «цікавою» критику ейнштейнівського принципу еквівалентності, запропоновану в цій праці[8].

Критика та заперечення на неї

ред.

Висновки школи Логунова щодо ЗТВ та точності її передбачень, опубліковані в журналах «Теоретична та математична фізика» та «Успіхи фізичних наук», зазнали істотної й різнобічної критики в наукових колах[9][10][11][12][13][14][15][16]. Лоскутов опублікував статтю у відповідь на критику низки іноземних фахівців щодо точності передбачень.

Проти самої РТГ також наведено аргументи, що зводяться до таких положень:

  • РТГ є біметричною теорією, в разі безмасового гравітона еквівалентною так званому польовому трактуванню ЗТВ як надбудови над простором Мінковського[9]: «У релятивістській теорії гравітації… фігурують точно ті самі лагранжіани…, які приводять до рівнянь гравітаційного поля», «математичний зміст РТГ зводиться до математичного змісту ЗТВ (у польовому формулюванні)»[10]. Заперечення: Цей аргумент, на думку Логунова, не враховує як топологічних відмінностей між звичайною польовою моделлю ЗТВ (де топологія рішення не фіксована через локальність рівнянь Ейнштейна) і моделлю РТГ (де фактично постулюється проста топологія простору-часу Мінковського), так і того що всі рівняння РТГ, на відміну від ЗТВ, неусувно містять метричний тензор простору Мінковського. Щодо рівнянь польового трактування та РТГ, Логунов зазначає, що в лагранжіані гравітаційного поля РТГ відсутній член з іншими похідними і в цілому характеризує неспроможною позицію критиків, згідно з якою будь-який розв'язок рівнянь Гільберта — Ейнштейна задовольняє рівняння РТГ .
  • У разі масивного гравітона в РТГ застосовується стандартна аргументація проти теорії з масивним гравітоном, заснована на лінійному наближенні: або якесь поле має від'ємну енергію, що призводить до нестабільності будь-якої системи в такій теорії, або теорія не дає правильної ньютонівської границі при переході до маси гравітона, що дорівнює 0, і, отже, безглузда (див. Гравітація з масивним гравітоном). У РТГ виникає перший випадок — компонент гравітаційного поля зі спіном 0 має від'ємну енергію. Заперечення: На захист РТГ Лоскутов спробував показати, що з урахуванням поширення гравітаційного випромінювання в ефективному рімановому просторі гравітаційне випромінювання системи тіл стає додатно визначеним[17]. У свою чергу Логунов зі співробітниками вважають, що в РТГ відсутні «духові» стани (або від'ємна енергія) за дотримання принципу причинності РТГ.
  • Додаткові рівняння РТГ у разі безмасового гравітона являють собою лише координатні умови: «Весь набір рівнянь РТГ у термінах метрики викривленого простору-часу можна звести до рівнянь Ейнштейна плюс гармонійна координатна умова, яку так успішно використовував Фок»[10]. Заперечення: Як вважає Логунов, додаткові рівняння РТГ не мають стосунку до координатних умов у ЗТВ, оскільки дані рівнянь в РТГ, на відміну від ЗТВ, є універсальними та загальноковаріантними. Розв'язки Фока, у свою чергу, не задовольняють принцип причинності РТГ.
  • Наведені вище наслідки з РТГ в разі безмасового гравітона є лише наслідком неточностей: неіснування чорних дір — наслідком неможливості покрити однією координатною картою, еквівалентною простору-часу Мінковського, простір-час об'єкта, що колапсував у чорну діру (згадана відмінність у топології розв'язків); космологічних передбачень — наслідком прийнятих координатних умов. Більш того, в разі безмасового гравітона висновок РТГ про ізотропність всесвіту виявляється недійсним, коли принцип причинності РТГ відкидає висновок теорії, позбавляючи його фізичного змісту[14].

Література

ред.
Авторський виклад деяких питань класичної СТВ
  • Логунов А. А. Лекції з теорії відносності та гравітації: Сучасний аналіз проблеми = Лекции по теории относительности и гравитации: Современный анализ проблемы.. — М. : Наука, 1987. — 272 с.
  • Логунов А. А. Лекції з теорії відносності = Лекции по теории относительности. — М. : Наука, 2002. — 175 с. — ISBN 5-02-006236-7.
Виклад РТГ
  • Логунов А. А., Мествиришвили М. А. Релятивістська теорія гравітації = Релятивистская теория гравитации. — М. : Наука, 1989. — 304 с.
  • Логунов А. А. Релятивістська теорія гравітації = Релятивистская теория гравитации. — М. : Наука, 2006. — 253 с. — ISBN 5-02-035510-0.

Примітки

ред.
  1. ↑ Логунов А. А., Мествиришвили М. А. Релятивистская теория гравитации. — М. : Наука, 1989. — 304 с.
  2. ↑ Логунов А. А. Релятивистская теория гравитации. — М. : Наука, 2006. — 253 с. — ISBN 5-02-035510-0.
  3. ↑ Так, релятивістську теорію гравітації не згадано в огляді теорій масивної гравітації.de Rham C.. Massive Gravity // Living Reviews in Relativity. — 2014. — Vol. 17, no. 7 (2 February). — arXiv:1401.4173. — Bibcode:2014LRR….17….7D. — DOI:10.12942/lrr-2014-7.
  4. ↑ Логунов А. А., Мествиришвили М. А.. Тензор энергии-импульса материи как источник гравитационного поля // Теоретическая и математическая физика. — 1997. — Т. 110, вип. 1 (2 лютого). — С. 5—24. — Bibcode:1997TMP…110….2L. — DOI:10.4213/tmf949.
  5. ↑ Логунов А. А. Лекции по теории относительности и гравитации. Современный анализ проблемы. — М. : Наука, 1987. — 272 с.
  6. ↑ The Relativistic Theory of Gravitation and its Application to Cosmology and Macroscopic Quantum Black Holes [Архівовано 2014-07-14 у Wayback Machine.], Th. M. Nieuwenhuizen, AIP Conf. Proc. 962, 149 (2007).
  7. ↑ Bose–Einstein condensed supermassive black holes: A case of renormalized quantum field theory in curved space–time [Архівовано 2015-09-24 у Wayback Machine.], Theo M. Nieuwenhuizen, V. Špička, Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures, Volume 42, Issue 3, January 2010, Pages 256—268.
  8. ↑ Tomás Ortín, Gravity and Strings, Cambridge University Press, 2015 (2nd edition), с. 126 / под Ref. [899] у цитованій праці є посилання на A. A. Логунов, Релятивистская теория гравитации и принцип Маха [Архівовано 2015-05-30 у Wayback Machine.] // Физика элементарных частиц и атомного ядра, 1998, ТОМ 29, ВЫП. 1.
  9. ↑ а б Зельдович Я. Б., Грищук Л. П. Тяготение, общая теория относительности и альтернативные теории // Успехи физических наук. — 1986. — Т. 149, № 4 (2 лютого). — С. 695—707. — ISSN 1996-6652. — DOI:10.3367/UFNr.0149.198608e.0695. Архівовано з джерела 25 жовтня 2014. — С. 704.
  10. ↑ а б в Зельдович Я. Б., Грищук Л. П. Общая теория относительности верна! // Успехи физических наук. — 1988. — Т. 155, № 3 (2 лютого). — С. 517—527. — ISSN 1996-6652. — DOI:10.3367/UFNr.0155.198807e.0517. Архівовано з джерела 8 вересня 2015. — С. 521, 524.
  11. ↑ Ichinose S., Kaminaga Y.. Inevitable ambiguity in perturbation around flat space-time // Physical Review D. — 1989. — Т. 40 (2 лютого). — С. 3997—4010. — Bibcode:1989PhRvD..40.3997I. — DOI:10.1103/PhysRevD.40.3997.
  12. ↑ Феррари Х. А. Об однозначности предсказаний общей теории относительности // Теоретическая и математическая физика. — 1990. — Т. 83, вип. 3 (2 лютого). — С. 462—463. — Bibcode:1990TMP....83..663F. — DOI:10.1007/BF01018037.
  13. ↑ Чермянин С. И.. Однозначность предсказаний в общей теории относительности // Успехи физических наук. — 1990. — Т. 160, № 5 (2 лютого). — С. 127—131. — Bibcode:1990SvPhU..33..385C. — DOI:10.3367/UFNr.0160.199005d.012. Архівовано з джерела 14 жовтня 2013.
  14. ↑ а б Л. П. Грищук. Общая теория относительности — знакомая и незнакомая // УФН. — 1990. — Т. 160, вип. 8 (2 лютого). — С. 147—160. — ISSN 1996-6652. — DOI:10.3367/UFNr.0160.199008e.0147. Архівовано з джерела 14 липня 2014.
  15. ↑ Lo C. Y.. Einstein's Radiation Formula and Modifications to the Einstein Equation // Astrophysical Journal. — 1995. — Т. 455 (2 лютого). — С. 421. — Bibcode:1995ApJ…455..421L. — DOI:10.1086/176590.
  16. ↑ Гинзбург В. Л., Ерошенко Ю. Н.. Еще раз о принципе эквивалентности // Успехи физических наук. — 1995. — Т. 165, № 2 (2 лютого). — С. 205—211. — Bibcode:1995PhyU…38..195G. — DOI:10.3367/UFNr.0165.199502e.0205. Архівовано з джерела 17 серпня 2013.
  17. ↑ Лоскутов Ю. М.. Положительная определенность интенсивности гравитационного излучения в теории гравитации с ненулевой массой гравитона // Теоретическая и математическая физика. — 1996. — Т. 107 (2 лютого). — С. 323—343. — Bibcode:1996TMP…107..686L. — DOI:10.4213/tmf1159.
Отримано з https://uk.wiki.x.io/w/index.php?title=Релятивістська_теорія_гравітації&oldid=41313495