Разговор о гравитации с Анастасией
Во-первых, хочу сообщить своим читателям, что моё подтверждение подтвердилось: я получил из надёжных источников информацию о том, что LIGO зарегистрировала немало событий (гравволн) – и первым опубликовала самый хорошо обсчитанный случай. Так что продолжение гравитационного банкета не за горами!
Во-вторых, школьница Анастасия, читательница «Астровитянки» из Краснодара, прислала следующие вопросы:
«Что то узнаваемо путанно раскрыта тема гравитации в работах Автора. Повторение Ньютоновской и ОТО теорий за исключением оригинальной идеи о реликтовых гравволнах. Будущим ученым (которые пока подростки как я) необходим ПРОСТОЙ ответ на непростые вопросы:
– Необходим ли в теории гравитации квант взаимодействия и имеет ли гравитация квантовую природу?
– Можно ли поставить знак равенства между гравитацией, например, пары Солнце-Земля и Ньютоновским притяжением тел?
– Что за непонятный коэффициент G=6,74*10E-11
– Отклоняет ли свет (фотоны) гравитация галактик или свет движется по единственно возможному маршруту, определенному искажённой метрикой пространства?
– и т.д.
Автор претендует на открытие гипердрайва, а понимания сути гравитации в его работах для меня не нашлось.
Являясь учеником средней школы я понимаю, например, как раскрыта тема дуализма света, а тема гравитации в учебниках – полная чушь. Не даёт ответа на многие вопросы.
Буду благодарна Автору за написание сказки с нормальным объяснением такого всем известного явления как гравитация.»
Уважаемая Анастасия!
Очень интересные вопросы Вы задаете. Я пока отвечу кратко, а потом подумаю насчет сказки или более развернутого ответа. Гравитация будет отражена в какой-то форме в моих будущих книгах, но пока эти планы туманны.
1. «нормальным объяснением такого всем известного явления как гравитация».
Феномен гравитации, действительно, всем известен, но механизм его таинственен и вызывает много споров. Так что если Вам интересен механизм или природа гравитации – то Вы вышли на передовой край науки и приготовьтесь к тому, что здесь среди учёных не будет единого мнения.
2. «Повторение Ньютоновской и ОТО теорий за исключением оригинальной идеи о реликтовых гравволнах».
Дело в том, что ОТО является единственной доказанной теорией гравитации – с ньютоновской теорией как предельным случаем медленного движения. Другой теории просто нет – все неэйншейновские теории гравитации, которых можно набрать с сотню, пока лишь гипотетические творения отдельных учёных, не получивших НИКАКОГО экспериментального подтверждения. Идея о реликтовых гравволнах старая, не моя. Я лишь думаю, что их гораздо больше, чем считают другие, и это предположение никак не выходит за рамки ОТО.
3. «Необходим ли в теории гравитации квант взаимодействия и имеет ли гравитация квантовую природу?»
Никакой квантовой теории гравитации на настоящий день не существует – хотя Вы можете услышать множество противоположных утверждений по этому поводу. Существует некоторое количество попыток построения квантовых теорий гравитации, например, копирующих квантовую теорию электромагнетизма, но эти теории: 1. Выходят за рамки эйнштейновской теории хотя бы потому, что согласно Эйнштейну, человек, падающий в лифте, не сможет отличить свое падение в гравитационном поле от висения в невесомости (принцип эквивалентности). А в квантовой теории, если квант есть, то его можно поймать из любого положения наблюдателя; 2. Эти квантовые теории пока не породили ни одного проверяемого предсказания, которое могло бы отдать таким теориям предпочтение перед ОТО. Понятие гравитон иногда эксплуатируют, но это формальный прием, пока не имеющий под собой физического фундамента.
Следующий вопрос такой: а возможна ли вообще квантовая теория гравитации? Лично мое мнение: вряд ли. Я полагаю, что мир концептуально дуален – в нем есть непрерывное пространство-время, управляемое неквантовой ОТО, и материя, которая подчиняется квантовым законам. У многих учёных есть неуёмное желание причесать все под одну гребенку – ну пусть пытаются. Несмотря на то, что первые работы по квантовой гравитации были сделаны Бронштейном в 30-х годах, пока продвижения практически никакого (хоть теоретических выкладок – навалом).
4. «Можно ли поставить знак равенства между гравитацией, например, пары Солнце-Земля и Ньютоновским притяжением тел?»
Речь идет, наверное, о том, насколько эйнштейновское притяжение равно ньютоновскому на примере системы Солнце-Земля. Тут нужно объяснить – в чем отличается ньютоновская теория от эйнштейновской. Можно услышать мнения, что для слабых гравитационных полей (как солнечное возле Земли), они практически ничем не отличаются. Это не так. Эйштейновская гравитация всегда принципиально отличается от ньютоновской. Потому что Ньютон ввел гравитационное поле в виде потенциала GM/r и гравитационную силу как производную от этого потенциала, а Эйнштейн искривил пространство-время, откуда автоматически получилось нужное движение Земли (или фотонов) возле Солнца. То есть Эйнштейн изгнал из своей теории понятие гравитационной силы и гравитационного поля. Хотя для удобства читателей эти термины иногда используются и в ОТО. Теперь об отличии цифр – то есть насколько разнятся количественные предсказания Эйнштейна и Ньютона для Земли. Они разнятся совсем чуть-чуть, но эта разница уже существенная для движения спутников – и учитывается в практической астронавтике. Более известный пример – движение Меркурия отличается от ньютоновского так значительно, что было замечено ещё в 19 веке и стало одной из причин появления ОТО, которая сумела прекрасно объяснить прецессию перигелия Меркурия.
5. «Что за непонятный коэффициент G=6,74*10E-11».
Наши килограммы появились из практических занятий, никакого отношения к гравитации не имеющих. Как и единицы электрического заряда, например, кулон. Теперь мы берем и пробуем измерить притяжения двух килограммовых шаров друг к другу на расстоянии метра – и получаем величину 6.78*10^-8 (в см и т.д.) – величину (гравитационную постоянную), которая зависит от силы гравитационного взаимодействия и наших единиц (килограммов). Можно выбрать такие единицы массы, что гравитационная постоянная будет равна единице.
6. «Отклоняет ли свет (фотоны) гравитация галактик или свет движется по единственно возможному маршруту, определенному искажённой метрикой пространства?»
Первая формулировка – Ньютона, вторая – Эйнштейна. Каждый из них отвечает: да!
P.S. Друзья! Анастасия из Краснодара написала следующее: «Увлекаюсь физикой и социологией. Но к сожалению девушка – физик сейчас звучит очень очень странно. Все смотрят как на ненормальную. Поэтому планирую выбрать профессию социолога».
Если у вас есть, что сказать Анастасии по этому поводу – говорите!
https://don-beaver.livejournal.com/168104.html