Физика реального мира. Тяготение

Состояние вопроса и постановка задачи

Современная релятивистская теория тяготения составляет суть общей теории относительности (ОТО) Эйнштейна. Она базируется на принципе локальной эквивалентности гравитационных сил и сил инерции. При этом предполагается, что силы гравитации проявляют себя как реальныефизические силы, обусловленныекривизной пространства-времени, которые должны приводить к образованию во Вселенной «чёрных дыр» и излучению характерных гравитационных волн. Однако указанные физические объекты до сих пор достаточно надёжно не зарегистрированы, и здесь мы сталкиваемся с самостоятельной и трудно разрешимой проблемой экспериментальной физики.

Между тем, лежащий в основе ОТО принцип эквивалентности гравитационных и инертных сил допускает такую — радикальную — трактовку, при которой указанная проблема не возникает. Речь идёт о широко известной Эйнштейновской формулировке его сути: «Гравитационное поле можно создать простым изменением координатной системы» [1]. Она позволяет отказаться от реальности гравитационных сил и признать их фиктивными силами, обусловленными центростремительным ускорением инертных тел или частиц в процессе свободного движения по естественным криволинейнымтраекториям. Правда, последовательная реализация такой постановки задачи наталкивается на принципиальные трудности, суть которых состоит в следующем.

В отсутствие «истинного» гравитационного поля геометрия пространства-времени остаётся псевдоевклидовой геометрией Минковского, а геометрия трёхмерного пространства евклидовой. Естественным криволинейным траекториям тел в таком пространстве нет места. Это обстоятельство вынудило Эйнштейна сохранить «истинное» гравитационное поле, объединив его с полем сил инерции в единое гравитационное поле, которое формирует неевклидову «сферическую» структуру пространства-времени с движением свободных тел по криволинейным мировым линиям. При этом закон всемирного тяготения Ньютона естественным образом вошёл в уравнения Эйнштейна в качестве приближённого, и новая теория сохранила преемственность с классическими физическими воззрениями (принцип соответствия).

И всё же радикальная — без привлечения «истинных» сил гравитации — постановка и решение проблемы гравитации возможны: например, в рамках принятой здесь неевклидовой «кольцевой» структуры пространства-времени с движением свободных тел по винтовым траекториям. Формирование такой структуры можно приписать космическим магнитным полям, силовые линии которых замкнуты, а преемственность с теорией тяготения Ньютона обеспечивается в этом случае введением в исходные уравнения закона Кулона для магнитных сил.

Таким образом, речь пойдёт далее об объединении в единое гравитационное поле магнитного поля и поля сил инерции. При этом проблема чёрных дыр с повестки дня снимается, а вместо гравитационных волн теория должна предсказывать традиционные электромагнитные волны как результат изменения во времени магнитных полей взаимодействующих инертных космических масс. Такой подход оправдан, по меньшей мере, двумя обстоятельствами: движение планет Солнечной системы в пространстве осуществляется по винтовым траекториям, обусловленным движением самого Солнца в направлении Галактики; Вселенная заполнена космическим радиоизлучением.

Геометрическое решение задачи, как показывает опыт развития ТО Эйнштейна, приводит к неразрешимому внутреннему противоречию,обусловленному чуждостью для неё (геометрии) базовых физических понятий — силы, массы и энергии. Оказывается, если описывать свойства реального мира геометрией Евклида, то приходим к понятиям однородного и изотропного пространства-времени, в котором выполняются основные законы реального мира — законы сохранения. При этом, однако, приходится оперировать инерциальными системами отсчёта, которым в реальном мире, как мы видели, нет места. Напротив, неевклидова геометрия искривлённого пространства-времени позволяет оперировать «реальными» неинерциальными системами отсчёта, однако приводит к нарушению законов сохранения импульса и момента импульса в таком мире вследствие неоднородности и неизотропности пространства и закона сохранения энергии вследствие неоднородности времени [2].

По указанным причинам возврат к классическим традициям физики на новом витке эволюционной спирали её развития сегодня нам представляется совершенно неизбежным и необходимым. Покажем, обращаясь к второй ипостаси уравнения (2.1), как легко и просто такая программа реализуется.

Литература

1. Эйнштейн А. Собрание научных трудов, т. 1. – М.: Наука, 1965, с. 425.

2. Яворский Б. М., Пинский А. А. Основы физики, т. 1. – М.: Физматлит, 2000, с. 239 – 242.

3. Матвеев А. Н. Механика и теория относительности. – М.: Высшая школа, 1976, с. 354.

4. Латыпов Н. Н., Бейлин В. А., Верешков Г. М. Вакуум, элементарные частицы и Вселенная. – М.: Изд-во МГУ, 2001, с. 116.

Источник: http://neophysics.narod.ru/main/och3.1.htm

Рубрика: