Гравитационные волны в теории тяготения Эйнштейна - Захаров В.Д.
Скачать (прямая ссылка):
8 зя указать критерия адекватности той или иной теории, и многие из описанных автором подходов окажутся по истечении времени достоянием только истории, если их рассматривать в целом как замкнутые теории гравитационного излучения. Необходимо все же при этом учитывать, что каждый из них содержит нечто объективно ценное, будь это конструктивная находка или тонкое физическое соображение, верная физическая идея, математический прием или что-либо другое. И хотя, вероятно, какие-то из анализируемых автором подходов не пройдут проверку временем, но многие конструктивно входящие в них элементы останутся в подытоживающей теории, будут полезными и необходимыми.
Таким образом, монография пишется на таком этапе исследования гравитации, когда теория не должна еще считаться завершенной, но находящейся в стадии становления. Отчасти поэтому книга имеет следующую структуру1 анализ, осмысливание, упорядочение имеющегося в настоящее время огромного теоретического материала; личные разработки автора; в меньшей степени — сравнение с попытками новых экспериментальных исследований. Такая структура книги легко объясняется современной ситуацией в гравитации. Кроме того, содержание книги зависит, разумеется, от личных склонностей автора. Как отмечает сам автор во введении, наибольшее внимание он уделяет тем работам по теории гравитационных волн, в которых дается строгое инвариантное определение понятия гравитационных волн в смысле необходимых и достаточных условий, накладываемых на величины, характеризующие пространственно-временное многообразие, с тем, чтобы оно описывало волновое гравитационное поле. Другие возможные подходы к вопросу описываются менее подробно. По-видимому, эта особенность свойственна каждому автору.
Несомненно, однако же, что имеется одно весьма важное правило, которому должен следовать автор монографии по любой физической проблеме,— это установление связи теории с опытом (с экспериментом и наблюдениями). В. Д. Захаров пытается выдержать это правило, выделяя специальную главу для изложения экспериментальной стороны вопроса. Беда, правда, заключается в том, что пока таких сопоставлений с опытом мало в действительности, если не считать классических астрономических наблюдений и первых шагов по детектированию гравитационных
9 волн, предпринятых Дж. Вебером, В. Брагинским и некоторыми другими экспериментаторами.
Через пять — семь лет многие из теорий, рассматриваемых в монографии, будут отсеяны экспериментальным решетом и лягут на полку истории, но то, что в них было ценного, отнюдь не пропадет даром, а войдет органически в ткань будущей теории гравитации. В этом смысле монография В. Д. Захарова сыграет свою полезную роль. С другой стороны, по той же причине, а также в силу указанного выше большого количества работ по проблеме гравитационных волн, автор физически не мог уделить много места более детальному анализу той или иной теории. В основном он придерживается следующего плана: четко излагаются основные посылки той или иной теории, делаются основные выводы из этих посылок и обрисовываются на этом основании контуры теории, иногда устанавливаются связи с другими теориями, их эквивалентность, если она имеет место. Более детальное изложение потребовало бы увеличения размера книги в четыре-пять или более раз, что едва ли сделало бы ее удобочитаемой и, наоборот, может быть, помешало бы основной задаче автора — дать по возможности полный обзор современной ситуации в проблеме гравитационных волн. Что касается личных исследований автора, то они вошли вполне закономерно и на равных правах с другими подходами при объективном изложении и указании их связей с работами других авторов (главным образом с теорией Зельманова).
Теория гравитационных волн в рамках теории гравитации Эйнштейна, если говорить о принципиальных трудностях построения теории, приводит к необходимости ответить по крайней мере на три вопроса, за которыми, впрочем, возникают и другие: а) если попытаться ввести интегральные инварианты, основанные на обычной теореме Остроградского, то энергия поля гравитации выражается не тензорами (что не являлось бы неожиданным), а геометрическими объектами, которые можно обратить в нуль выбором системы координат; б) определяя энергию поля через тензорные величины и отождествляя по Эйнштейну поле и пространственно-временной континуум, приходится распутывать понятие «энергия пространства и времени»; вовсе отбрасывая понятия энергии и импульса поля гравитации (такая точка зрения также существует), приходится заранее зачеркнуть всякие аналогии с дру-
10 гими полями; в) не имея в общей теории относительности понятия привилегированной системы координат, приходим к тому, что в конкретных вопросах возникают трудные задачи интерпретации координат. Эти и другие вопросы при чтении книги Захарова проходят перед читателем в достаточно заостренном виде и дают ему чисто конструктивное понимание основных трудностей современной теории ґравитации; некоторые авторы различных популярных изданий или обходят, или попросту не понимают вопроса, рисуя оптимистическую картину общей теории относительности как теории завершенной и отвечающей на все поставленные перед ней вопросы.
