Гравитация и относительность - Цзю Х.
Скачать (прямая ссылка):
Итак, мы видели, что у Маха много лиц — почти столько же, сколько было исследователей, рассматривавших принцип Маха. Будучи основан на глубоких философских идеях, этот принцип является интуитивным 1J, и его трудно возвысить (или, если угодно, низвести) ДО уровня количественной теории. Ho то, что самого Эйнштейна к его чрезвычайно изящной теории гравитации привели соображения, вытекающие из этого принципа, говорит о многом. Принцип Маха еще может быть очень полезным для физиков будущего.
ЛИТЕРАТУРА
1. Newton I., Principia Mathematica, 2nd ed., London, 1713 (имеется перевод в Собрании сочинений А. Н. Крылова, т. 4).
2. Sciama D. W., The Unity of the Universe, New York, 1961, p. 97.
3. B e r k e I e у B., The Principles of Human Knowledge, London, 1937.
4. Mach E., The Science of Mechanics, 5th ed., London, 1942, ch. I.
*) Автор употребляет немецкое слово «anschaulich» как принятое в работах философов. — Прим. перев.
250
Глава 7
5. Einstein A., The Meaning of Relativity, Princeton N. J., 1955, p. 100 (имеется перевод предыдущего издания: А. Эйнштейн, Сущность теории относительности, ИЛ, 1955).
6. T h і г г і n g H., L е n s е J., Zs. Phys., 19, 156 (1918).
7. В г a n s С., Phys. Rev., 125, 2194 (1962).
8. Synge J. L., Relativity, The General Theory, Amsterdam, 1960, p. IX (имеется перевод: Дж. Л. Синг, Общая теория относительности, М., 1963, стр. 8).
9. Sciama D. W., Roy. Astron. Soc. Monthly Notices, 113, 34 (1953).
10. Lee T. D., Yang С. N., Phys. Rev., 98, 1501 (1955) (имеется перевод в сборнике «Элементарные частицы и компенсирующие поля», изд-во «Мир», 1964, стр. 39).
11. Dicke R. H., Phys. Rev., 126, 1580 (1962).
12. Schwinger J., Phys. Rev., 125, 1043 (1962) (имеется перевод в сборнике «Элементарные частицы и компенсирующие поля», изд-во «Мир», 1964, стр. 207).
13. DickeR. Н, Phys. Rev., 126, 1875 (1962).
14. D і г а с Р. А. М., Proc. Roy. Soc., 165А, 199 (1938).
15. DickeR. H., Nature, 192, 440 (1961).
8
Влияние переменного во времени гравитационного взаимодействия на Солнечную систему
Р. ДИККЕ
Изменение теории Эйнштейна в соответствии с принципом Маха
В гл. 7 я рассматривал основные особенности теории тяготения. Две из них мы используем в качестве отправного пункта в настоящей главе.
1. Из двух требований: чтобы теория тяготения описывалась общековариантными уравнениями и чтобы силы инерции и силы тяготения проистекали из единого инварианта, — следует необходимость представления гравитации через тензорное поле. Теория Эйнштейна является частным случаем тензорной теории, в которой это тензорное поле является единственным полем, ответственным за гравитационные эффекты, а геометрия определена таким образом, что ее метрическим тензором является именно этот тензор ПОЛЯ.
2. Общая теория относительности Эйнштейна не является релятивистской в смысле Маха. Иначе говоря, эта теория не ограничивается описанием соотношений между положениями объектов. Более того, при полном отсутствии материальных объектов пустому пространству в ней приписываются такие свойства, как фиксированные направления, а движение относится к предпочтительной — или абсолютной — геометрии.
В настоящей лекции я рассмотрю вопрос о том, как, вводя в уравнение вторую полевую величину, можно видоизменить теорию Эйнштейна, чтобы (по крайней мере частично) избавиться от абсолютного характера
252
Глава 8
пространства — времени в ней. Затем я перейду к связи этой новой теории с некоторыми проблемами геофизики и астрофизики.
В гл. 7 при обсуждении модели Сиамы я имел в виду некоторые стороны этого обобщения. Уравнения Сиамы приводят к мысли о возможности более полной реализации принципа Маха в общей теории относительности при введении такой гравитационной «постоянной», которая была бы функцией некоторой полевой переменной.
Такая возможность возникла также в связи с представлением о гравитационной константе, меняющейся со временем. Впервые гипотеза об изменении гравитационной константы со временем возникла в физике, по-видимому, в связи с космологическими идеями Милна. Позднее Дирак [1] высказал мысль о том, что численные совпадения в значениях больших космологических величин могут соответствовать переменному во времени гравитационному взаимодействию, т. е. что гравитационная постоянная в действительности не постоянна, а зависит от времени. Еще позже Иордан [2] попытался придать идеям Дирака соответствующую математическую форму, предположив, что гравитационная «постоянная» является функцией скаляра.
Я подойду к этому вопросу несколько иначе и покажу, что вдобавок к гравитационному полю, связанному с геометрией мира, можно взять еще дальнодей-ствующие поля вещества. С одним из них мы уже знакомы— это электромагнитное поле. Две заряженные частицы могут взаимодействовать друг с другом на большом расстоянии через электромагнитное поле. Я показал в гл. 7, что этот тип векторного поля, по-видимому, исключается, так как приводит к дальнодействую-щим силам в космологической области. В однородной изотропной Вселенной большие области мира не могут друг с другом взаимодействовать векторным образом, если уравнения соответствующего векторного поля имеют максвелловский вид (калибровочно инвариантны).
