Гравитация Том 2 - Мизнер Ч.
Скачать (прямая ссылка):
1J Основано на дискуссии между Альфредом Шилдом и Чарльзом Мизнером в декабре 1970 г.
62 11 • Kalt масса-энергия порождает кривиану
Каковы же результаты?
Во Вселенной, описываемой законами специальной теории относительности (пространство-время всегда плоское),ни одна из картин не изменяется. (Флотилия Вебера была не в состоянии удержаться на первом месте, поскольку гравитационные волны от пульсаров не были зарегистрированы.) Ни звезды, ни что-нибудь Другое не могут создать гравитационные поля. Геометрия пространства-времени во всех аспектах фиксирована априори (полностью априорная геометрия!). Нет тяготения, нет отклонения света, которое позволило бы капитанам флотилии Герца выверить свои положения.
Во Вселенной, описываемой теорией тяготения Нордстрема (см. текст), обе флотилии контролируются, т.е. обе принимают волны. Ho ни одна из флотилий не видит каких-либо изменений в ритмической картине биений. Движущиеся вокруг звезды не оказывают влияния ни на гравитационные, ни на электромагнитные волны. Присутствующая в теории априорная геометрия (rj) предотвращает любое отклонение света или гравитационной волны.
Во Вселенной, свойства которой определяются теорией тяготения Уайтхэда [66] (см. [67] и цитируемые там ссылки), радиоволны распространяются по геодезическим «физической метрики» g и отклоняются гравитационными полями звезд. Однако гравитационные волны распространяются по геодезическим плоской фоновой метрики rj и поэтому не испытывают воздействия звезд. Следовательно, капитаны флотилии Герца, чтобы удержаться на месте, должны маневрировать, и они слышат изменение картины биений между опорными и другими импульсами. А флотилия Вебера остается на месте и не регистрирует изменений в картине биений. Априорная геометрия (rj) ясно проявляется в экспериментальном результате.
Во Вселенной, описываемой теорией Эйнштейна, обе флотилии наблюдают изменения (никакого намека на априорную геометрию, поскольку теория Эйнштейна не содержит никакой априорной геометрии). Более того, если первоначально флотилии были спарены, т. е. в каждом месте находился один корабль Вебера и один корабль Герца, они останутся спаренными. Высокочастотные световые волны и высокочастотные гравитационные волны распространяются одинаковым образом по геодезическим метрики д.
§ 17.7. ФРАГМЕНТ ИСТОРИИ СОЗДАНИЯ УРАВНЕНИЯ ЭЙНШТЕЙНА
Ничто не показывает лучше саму идею и ее значение сегодня, чем те баталии и изменения, которым она подверглась на пути к современной форме. Полная история создания общей теории относительности требует отдельной книги. Приводимый ниже ряд ключевых цитат из нескольких крупных статей — лишь небольшой фрагмент того, что может содержать настоящая история.
Эйнштейн, 1908 г. [68]: «Мы ... будем в последующем предполагать полную физическую эквивалентность гравитационного поля и соответствующего ускорения системы отсчета... часы для наблюдателя, находящегося в какой-либо точке пространства Р, идут в (1 + Ф/с2) раз быстрее часов, помещенных в начале координат ... из этого следует,
§ 17.7. Фрагмент, истории создания уравнения Эйнштейна 63
что световые лучи искривляются гравитационным полем... количество энергии E имеет массу E/ch.
Эйнштейн и Гроссман, 1913 г. [69]: «Описываемая теория вытекает из уверенности, что пропорциональность между инертной и тяжелой массами тела является точным законом природы, который можно считать фундаментальным принципом теоретической физики... Наблюдатель, находящийся в лифте, не способен ответить на вопрос, покоится ли лифт в статическом гравитационном поле или совершает под влиянием действующих на него сил ускоренное движение в пространстве, в котором отсутствует гравитационное поле (гипотеза эквивалентности)... При распаде радия, например, это уменьшение (массы) составляет 1/10 000 полной массы. Если такие изменения инертной массы не сопровождаются соответствующими изменениями тяжелой массы, то возникающая разность масс будет приводить к отклонениям, превышающим отклонения, допускаемые опытом Этвеша. Поэтому равенство инертной и тяжелой масс следует с большой вероятностью рассматривать как тождество».
«Искомое обобщение будет, несомненно, иметь вид
T|iV = (iV«
где X — постоянная, a Tuv — контравариантный тензор второго ранга, который составляется из фундаментального тензора ^tiv с помощью дифференциальных операций... оказывается невозможно найти дифференциальное выражение для Tliv, которое обобщает (пуассоновское) и является тензором по отношению к произвольным преобразованиям... Наиболее естественным кажется требование ковариантности системы уравнений относительно произвольных преобразований. Однако оно находится в противоречии с полученным результатом, что уравнения гравитационного поля не обладают этим свойством».
Эйнштейн и Гроссман, 1914г.[70]: «Втрактовке 1913г.... мы не смогли показать общековариантность гравитационных уравнений». (Источник их трудностей заключался в том, что часть двухиндексного тензора кривизны была записана в левой стороне уравнения поля второго порядка, а другая часть этого тензора была перенесена в правую сторону уравнения к Tliv и была названа гравитационным тензором энергии-импульса. Затем требовалось, чтобы левая и правая стороны уравнения преобразовывались как тензоры при общих преобразованиях координат, чему, разумеется, нельзя было удовлетворить.)
