Об альтернативных теориях гравитации стоит знать, во-первых, что негативная коннотация слова «альтернативный» в данном случае неуместна. Речь исключительно о гипотезах научных, альтернативных друг другу в смысле разного объяснения одних и тех же фактов. И таких «теорий гравитации» на данный момент существует около 20 штук. Причём, точное их количество, как и полный поимённый список, не относятся к категории того, что знать стоит.
Ибо второе, что о теориях гравитации следует знать: они сложны, перегружены математикой, понятны только специалистам в области теоретической физики. Но при этом, за редкими исключениями (которые будут упомянуты), не дают каких-либо интересных, а тем более проверяемых, предсказаний. Это лишь разные способы описания одних и тех же наблюдаемых проявлений гравитационного взаимодействия тел. Разница если о обнаруживается, то в условиях приближения к гравитационной сингулярности. Однако и в данном случае это не та разница, которая могла бы помешать чёрным дырам существовать и выполнять положенные им функции в космосе.
Так что, первый правильный вопрос заключается в том, почему теорий гравитации много. Интуитивно ясно, что разнообразие в данном случае — дурной признак. Ведь в случае трёх прочих фундаментальных взаимодействий — электромагнитного, сильного и слабого, — такой ерунды не наблюдается. Никто не знает, что такое «гравитация»?.. Можно сказать и так. Хотя вернее будет: никто гравитацию не видел.
Ну как «не видел»? Ньютон и яблоко это, конечно, миф, но падение яблока наблюдать можно. Можно, — Ньютон так и сделал, — математически описать взаимодействие между яблоком и Землёй. Но когда у Ньютона спросили, каков физический механизм передачи импульса между гравитационно взаимодействующими телами, он ответил, что гипотез не измышляет.
Прочие измышляли. Уже в XVIII веке Ломоносов (и далеко не он один) видел гравитацию как квантовое (раньше говорили «корпускулярное») явление. Материя состоит из частиц, воздействовать на которые могут только другие частицы при контакте. Такая точка зрения постепенно становилась доминирующей, а с начала прошлого века является единственной. По очевидной причине. Обмен квантами между отдельными частицами при электромагнитном, сильном и слабом взаимодействии можно непосредственно наблюдать. Однако, при гравитационном — нельзя. Никто никогда не видел, как одна частица своей гравитацией меняет траекторию другой. Это взаимодействие слишком слабое.
...В результате, Эйнштейн просто взял и описал гравитацию без всяких квантов, а через искривление пространства. Получилось очень красиво, удобно, — даже наглядно, — а главное, экономично. Любые квантовые теории неизбежно притягивают дополнительную сущность — квант гравитационного взаимодействия, — гравитон, — точные физические свойства которого неизвестны. Таким образом, эйнштейновское представление гравитации оказалось лучшим, рабочим. Являясь по большому счёту неверным. Это и спровоцировало поток альтернативных теорий. Как с «квантового» фланга, где пытались и продолжают пытаться, не подержав гравитон в руках, слепить что-то применимое на практике. Так и с фланга «релятивистов» просто предлагающих иные математические аппараты, чем-то и в каких-то случаях лучшие.
И это — лишь половина проблемы. Вторая же половина заключается в загадке массы, на которую гравитация завязана. Масса одновременно является критерием физического бытия (всё объективно существующее обладает массой), мерой инертности и мерой гравитационного взаимодействия. Тогда как электрический заряд, например, только мерой взаимодействия электромагнитного. В силу своей многообразной значимости масса выбивается из ряда характеристик частиц. И данный факт теориями — даже квантовыми — лишь констатируется, но не объясняется.
Не имеет объяснения и тождество инертной и гравитационной масс. За первую ответственен с трудом, но пойманный за бороду бозон Хиггса. Однако, к гравитации он отношения не имеет. Почему вдруг две силы, имеющие заведомо разный физический механизм, совпадают по величине… и точно ли, что всегда совпадают?..это очень хорошие вопросы. Подразумевающие в перспективе разработку теорий, дающих ответы на них.
...Наконец, можно вспомнить, — в качестве иллюстрации одной из причин разнообразия теорий, — о «Модифицированной Ньютоновской Динамике» (гипотезе MOND). Ибо создана она специально для «замены» темной материи в качестве объяснения слишком высоких скоростей движения звёзд в составе галактик. Концепция предполагает, что увеличение первой космической скорости тела относительно ядра галактик объясняется не дополнительной «невидимой» массой, а тем, что, начиная с некоторого момента, сила взаимного притяжения тел убывает не с квадратом радиуса, а медленнее. Более того. В определённый момент — ближе к окраине гигантской галактики — сила тяжести убывать с расстоянием перестаёт.
Высказанное в 1983 году Мордехаем Милгромом предложение пересмотреть закон тяготения Ньютона — без физических обоснований, зато с нарушением принципа сохранения импульса, — предсказуемо не вызвало энтузиазма. Однако, для случая галактик метод хорошо работал, давая минимальное ускорение 1.2х10^-10 м/с2. Что красиво и многообещающе совпадало с ускорением, имея которое тело достигнет скорости света за время существования вселенной (13.75 миллиардов лет).
...В настоящий момент теория MOND (как и прочие) дорабатывается, но не пользуется заметной поддержкой, ввиду плохого соответствия наблюдениями в масштабе скоплений галактик, а также в случаях галактик с нестандартным количеством или распределением тёмной материи.
