Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Мизнер Ч. -> "Гравитация Том 3" -> 122

Гравитация Том 3 - Мизнер Ч.

Мизнер Ч., Торн К., Уилер Дж. Гравитация Том 3 — М.: Мир, 1977. — 512 c.
Скачать (прямая ссылка): gravitaciyatom31977.djvu
Предыдущая << 1 .. 116 117 118 119 120 121 < 122 > 123 124 125 126 127 128 .. 210 >> Следующая

Среди всех физических законов нельзя найти ни одного, более простого и более красивого, чем геометрическая теория гравитации Эйнштейна (гл. 16 и 17), и ни одна из когда-либо построенных теорий гравитации не является столь неотразимой.

Эксперимент проводился за экспериментом, и одна за другой отпадали гравитационные теории, становясь жертвами наблюдений, а эйнштейновская теория оставалась непоколебимой. До сих пор ни одно из заявлений, что эксперимент не согласуется с эйнштейновскими законами гравитации, не выдержало проверки временем.

Вопрос: Зачем в таком случае заниматься изучением других теорий гравитации? Ответ: Чтобы с чем-то сравнивать эйнштейновскую теорию при ее проверке и более контрастно оттенить ее преимущества.

Сказать, что эйнштейновская геометродинамика «проверена в бою», равносильно утверждению, что каждый раз при попытке противопоставить ей другую теорию, делающую иное предсказание, побеждала эйнштейновская геометродинамика. Как же тогда выбирать новых противников для решающего нового испытания единоборством?

He все создаваемые теории гравитации равноценны между собой. Лишь незначительное меньшинство среди большого числа встречающихся в литературе теорий достаточно жизнеспособны, чтобы их стоило сравнивать с общей теорией относительности или с будущими экспериментами. «Стоящие» теории — это те

Роль

альтернативных

теорий

гравитации
I

310 39. Другие теории гравитации

Критерии жизнеспособности теории:

1) самосогласо-ванность

2) полнота

3) согласие с проведенными экспериментами

теории, которые удовлетворяют трем критериям жизнеспособности’. самосогласованности, полноте и согласию с уже проведенными экспериментами.

Самосогласованностъ лучше всего иллюстрировать, описав несколько теорий, которые не выдерживают теста на самосогла-сованность. Классическим примером внутренне несогласованной теории служит теория, описывающая гравитацию в виде поля со спином 2 ([332], дополнение 7.1 в настоящей книге), которая эквивалентна линеаризованной общей теории относительности (гл. 18). Уравнения поля теории со спином 2 предполагают, что все гравитирующие тела движутся вдоль прямых линий в глобальных лоренцевых системах отсчета, в то время как уравнения движения этой теории требуют, чтобы гравитация отклоняла тела от прямолинейного движения. (Если попытаться устранить эту несамосогласованность, то мы сразу придем к общей теории относительности; см. путь 5 в дополнении 17.2.) Другой несамосогласованной теорией является теория Кустаанхеймо [333]. Она предсказывает нулевое гравитационное красное смещение при использовании волновой трактовки света (теории Максвелла) и ненулевое красное смещение, если рассматривать свет как частицы (фотоны).

Полнота. Чтобы считаться полной, теория должна быть способна проанализировать, исходя из «первых принципов», результаты каждого представляющего интерес эксперимента. Поэтому она должна включать согласованный ряд законов электродинамики, квантовой механики и всех других областей физики. Никакая теория не является полной, если она постулирует, что атомные часы измеряют «интервал» dx = (—ga^dxadx^)i/2, построенный из конкретной метрики. Атомные часы являются сложной системой, поведение которой должно рассчитываться, исходя из фундаментальных законов квантовой теории и электромагнетизма. Ни одна теория не является полной, если она постулирует, что планеты движутся по геодезическим. Планеты представляют собой сложные системы, движение которых должно вычисляться из фундаментальных законов, описывающих реакцию вещества на гравитацию. Дальнейшее обсуждение см. в § 16.4, 20.6 и 40.9.

Согласие с проведенными экспериментами. Необходимость согласия теории с точностью в несколько стандартных отклонений с «четырьмя классическими тестами» (гравитационное красное смещение, смещение перигелия, отклонение электромагнитных волн и задержка радиолокационного сигнала) является очевидной. Столь же очевидна, хотя и часто забывается, необходимость согласия теории с фактом расширения Вселенной (исторически это главнейший козырь общей теории относительности) и с наблюдениями, проводимыми на ньютоновском уровне, например теория Биркгофа [334] предсказывает те же красное смещение, смещение перигелия, отклонение и временную задержку, что и общая теория относительности. Ho она требует, чтобы давление внутри
§ 39.2. Метрические теории гравитации 311

1

гравитирующих тел было равно полной плотности массы-энергии р = р; как следствие этого она требует, чтобы звуковые волны распространялись со скоростью света. Безусловно, это предсказание резко расходится с экспериментом. Поэтому теория Биркгофа нежизнеспособна. Другой пример. Теорию гравитации Уайтхеда [291] в течение догого времени считали жизнеспособной альтернативой эйнштейновской теории, поскольку она давала в точности те же предсказания, что и теория Эйнштейна, для «четырех классических тестов». Ho сразу же после работы Вилла [293] стало ясно, что теория Уайтхеда предсказывает такую зависимость океанских приливов и отливов от времени, которая находится в полном противоречии с каждодневным опытом (см. § 40.8).
Предыдущая << 1 .. 116 117 118 119 120 121 < 122 > 123 124 125 126 127 128 .. 210 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed