Teoria relativistă a gravitației

Teoria relativistă a gravitației (RTG) este o teorie bimetrică a gravitației , dezvoltată în cadrul teoriei relativității speciale (în interpretarea autorului) și bazată pe reprezentarea câmpului gravitațional ca un câmp fizic tensor simetric de valență 2 în spațiul Minkowski . Acesta formează metrica spațiului Riemannian efectiv , care este resimțită doar de alte câmpuri și particule. Versiunile recente susțin că teoria conține gravitoni masivi . A fost dezvoltat de academicianul Academiei Ruse de Științe A. A. Logunov cu un grup de angajați [1] [2] .

Teoria nu este cunoscută pe scară largă și puțin citată în afara grupului de limbă rusă a lui Logunov [3] . Judecățile grupului Logunov în legătură cu teoria generală a relativității au fost supuse unor critici substanțiale și versatile.

Diferențele față de relativitatea generală

Într-un număr de lucrări, autorii teoriei susțin că RTG are următoarele diferențe față de teoria generală a relativității (GR) [4] :

Gravitația nu este un câmp geometric , ci un câmp de forță fizic real în spiritul lui Faraday-Maxwell , descris de un tensor .
Fenomenele gravitaționale ar trebui luate în considerare în cadrul spațiului plat Minkowski , în care legile de conservare a energiei-moment și a momentului unghiular sunt îndeplinite în mod unic . Atunci mișcarea corpurilor în spațiul Minkowski este echivalentă cu mișcarea acestor corpuri în spațiul Riemannian efectiv .
În ecuațiile tensorale, pentru a determina metrica , ar trebui să se ia în considerare masa gravitonului și, de asemenea, să se utilizeze condițiile de măsurare asociate cu metrica spațiului Minkowski. Acest lucru nu permite distrugerea câmpului gravitațional chiar și local prin alegerea unui cadru de referință adecvat .
Conurile de cauzalitate ale unui spațiu riemannian efectiv trebuie să se afle peste tot în interiorul conurilor de cauzalitate ale spațiului Minkowski (principiul cauzalității RTG).

Ca și în relativitatea generală, în RTG, materia se referă la toate formele de materie (inclusiv câmpul electromagnetic ), cu excepția câmpului gravitațional însuși . Cu toate acestea, densitatea lagrangianului câmpului gravitațional din el depinde atât de tensorul metric , cât și de câmpul gravitațional , care este modul în care se deosebește de relativitatea generală, în care densitatea lagrangiană depinde doar de tensorul metric al spațiului riemannian. [5] . $L_{g)$ $\gamma ^{ik}$ $\varphi ^{ik}$ $g^{ik}$

Consecințele teoriei RTG, potrivit creatorilor, sunt următoarele:

Universul este spațial plat, omogen, izotrop ; în metrica efectivă, Universul oscilează ; expansiunea accelerată necesită chintesență ;
în Univers (dacă înţelegem prin el doar materia Universului, dar nu matematică, adică obiecte ideale şi abstracte) nu există singularităţi ;
găurile negre ca obiecte fizice prezise în GR nu există - în locul lor există stele stabile cu deplasare către roșu extremă și o rază puțin mai mare decât raza Schwarzschild , care de fapt nu se pot distinge de candidații pentru găurile negre (vezi, totuși, colapsar ).

Necesitatea unei teorii alternative GR, conform lui Logunov, se datorează faptului că GR, după cum crede el, este nepotrivit ca teorie fizică din cauza identificării gravitației cu tensorul spațial riemannian, ceea ce a dus la incompatibilitatea GR cu legi fundamentale de conservare :

Einstein în relativitatea generală a identificat gravitația cu tensorul metric al spațiului riemannian, dar această cale a dus la respingerea câmpului gravitațional ca câmp fizic, precum și la pierderea legilor fundamentale de conservare. De aceea trebuie să renunțăm complet la această poziție a lui Einstein.

— Prelegeri despre teoria relativității și gravitației: analiza modernă a problemei (1987), p. 240

Recenzii

Pozitiv

Fizicianul olandez Theo M. Neuenhuizen și fizicianul ceh V. Spichka și-au exprimat părerea că este necesar să se abandoneze relativitatea generală și să se treacă la RTG, deoarece aceasta din urmă, din punctul lor de vedere, are o serie de avantaje [6] [7 ]. ] .

La rândul său, Thomas Ortin, făcând referire la articolul lui Logunov „The Relativistic Theory of Gravitation and the Mach Principle ”, a caracterizat critica principiului de echivalență al lui Einstein propus în această lucrare drept „interesantă” [8] .

Critici și obiecții la adresa acesteia

Concluziile școlii Logunov privind relativitatea generală și acuratețea predicțiilor sale, publicate în revistele „ Teoretic and Mathematical Physics ” și „ Uspekhi fizicheskikh nauk ” [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] au fost supuse unor critici semnificative și versatile în cercurile științifice [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] . Un articol de răspuns la criticile unui număr de experți străini, în cazul întrebării ridicate despre acuratețea predicțiilor, a fost dat de Loskutov [27] .

Împotriva RTG însuși au fost prezentate argumente care au însumat următoarele prevederi:

RTG este o teorie bimetrică, în cazul unui graviton fără masă, echivalentă cu așa-numita interpretare de câmp a relativității generale ca suprastructură peste spațiul Minkowski neobservabil: „ În teoria relativistă a gravitației... apar exact aceiași Lagrangieni. .. care conduc la ecuațiile câmpului gravitațional ” [18] , „ conținutul matematic RTG se reduce la conținutul matematic al relativității generale (în formularea câmpului) » [19] . Obiecție: Acest argument, așa cum crede Logunov, nu ia în considerare atât diferențele topologice dintre modelul de câmp obișnuit al relativității generale (unde topologia soluției nu este fixă din cauza localității ecuațiilor Einstein) și modelul RTG ( unde topologia simplă a spațiului-timp Minkowski este de fapt postulată) și faptul că toate ecuațiile RTG, spre deosebire de GR, conțin ireductibil tensorul metric al spațiului Minkowski. În ceea ce privește ecuațiile de interpretare a câmpului GR și RTG, Logunov notează că în Lagrangianul câmpului gravitațional al RTG nu există termen cu derivate secunde și, în general, caracterizează poziția insuportabilă a criticilor, conform căreia orice soluție a Ecuațiile Hilbert-Einstein satisfac ecuațiile RTG [11] [14] [16] .
În cazul unui graviton masiv, RTG folosește argumentul standard împotriva teoriei gravitonului masiv, bazat pe o aproximare liniară: fie un câmp are o energie negativă, ceea ce duce la instabilitatea oricărui sistem dintr-o astfel de teorie, fie teoria nu oferă limita Newtoniană corectă la trecerea la gravitonul de masă egală cu 0 și, prin urmare, lipsită de sens (vezi gravitația masivă a gravitonului ). În RTG, apare primul caz - componenta câmpului gravitațional cu spin 0 are o energie negativă . Obiecție: În apărarea RTG, Loskutov a încercat să arate că atunci când se ia în considerare propagarea radiației gravitaționale în spațiul riemannian efectiv, radiația gravitațională a unui sistem de corpuri devine pozitivă definită [28] . La rândul lor, Logunov și colegii săi cred că nu există stări „fantomă” (sau energie negativă) în RTG, supuse principiului cauzalității RTG [29] .

Ecuațiile RTG suplimentare în cazul unui graviton fără masă sunt doar condiții de coordonate: „ Întregul set de ecuații RTG în ceea ce privește metrica curbată spațiu-timp poate fi redus la ecuațiile Einstein plus condiția de coordonate armonice folosită cu atât de mult succes de Fock .” [19] . Obiecție: Potrivit lui Logunov, ecuațiile suplimentare RTG nu au nimic de-a face cu condițiile de coordonate din GR, deoarece ecuațiile date din RTG, spre deosebire de GR, sunt universale și în general covariante. Soluțiile lui Fock, la rândul lor, nu satisfac principiul cauzalității RTG [11] [14] [16] .
Consecințele de mai sus din RTG în cazul unui graviton fără masă sunt doar o consecință a inexactităților: inexistența găurilor negre este o consecință a imposibilității de a acoperi spațiul-timp al unui obiect care s-a prăbușit într-o gaură neagră cu o hartă de coordonate echivalentă cu spațiu-timp Minkowski (diferența menționată în topologia soluțiilor); predicțiile cosmologice sunt o consecință a condițiilor de coordonate acceptate. Mai mult, în cazul unui graviton fără masă, concluzia RTG despre izotropia universului se dovedește a fi invalidă atunci când principiul cauzalității RTG respinge concluzia teoriei, privând-o de semnificația sa fizică [23] .

Literatură

Prezentarea de către autor a unor întrebări de SRT clasic

Logunov A. A. Prelegeri despre teoria relativității și gravitației: Analiza modernă a problemei - M .: Nauka, 1987. - 272 p.
Logunov A. A. Prelegeri despre teoria relativității. — M.: Nauka, 2002. — 175 p. — ISBN 5-02-006236-7 .

Declarația RTG

Logunov A. A., Mestvirishvili M. A. Teoria relativistă a gravitației. — M.: Nauka, 1989. — 304 p.
Logunov A. A. Teoria relativistă a gravitației. — M.: Nauka, 2006. — 253 p. — ISBN 5-02-035510-0 .