Мифы общей теории относительности (ОТО)
Эта статья является продолжением статьи [1]: «Мифы и штампы популяризаторов специальной теории относительности (СТО). Ошибки её критиков» https://dzen.ru/a/aFPmTymcTQarNh5b?share_to=link
Миф G1
«ОТО — теория гравитации и не имеет ничего общего с СТО»
Этот миф проповедуют не только критики, но и некоторые сторонники теории относительности.
Однако, если посмотреть в учебник (например, Ландау-Лифшица «Теория поля»), то обнаружится, что дифференциальные уравнения ОТО выводятся как последовательность преобразований для серии мгновенных инерционных систем отсчёта (ИСО) в соответствии с принципом экстремального действия и с учётом инвариантности так называемого интервала ds, квадрат которого равен (см. [1], гл. Миф S12)
ds² = c²dt² – dr² = c²dt'² – dr'² …. (S5э),
_где dt, dr, dt', dr' — соответственно, промежуток времени и расстояние между двумя близкими событиями, измеренные из разных инерциальных систем отсчёта ИСО и ИСО'.
В криволинейных координатах
ds² = gik*dxi ......... (G1э),
_где gik – метрический тензор,
dxi – дифференциалы пространства-времени, причём dx0 = cdt, а пространственные дифференциалы =мнимые.
По повторяющимся индексам производится суммирование.
Хотя внешне вид интервала другой, но, поскольку речь идёт о бесконечно малых, для которых всегда можно найти аппроксимирующие мгновенные ИСО, то замечания [1] главы Миф S12 по этому инварианту, а именно – нетранзитивность преобразований ТО, остаются прежними.
Естественно, что поскольку ОТО представляет собой последовательность множества мгновенных ИСО, преобразуемых по некоммутационным нетранзитивным правилам, то ОТО «заражена» нетранзитивностью ещё в бОльшей степени, чем СТО.
Нерефлексивность преобразований общей теории относительности (ОТО) не является новостью. В учебнике Ландау-Лифшица, стр. 303 читаем: «Синхронизация же часов вдоль замкнутого контура оказывается, вообще говоря, невозможной. Действительно, обойдя вдоль контура и вернувшись в исходную точку, мы получили бы для ∆x0 отличное от нуля значение. Тем более оказывается невозможной однозначная синхронизация часов во всем пространстве». ∆x0 в цитируемой работе – временнáя координата пространства-времени.
Авторы не прослеживают, что эта нерефлексивность появляется уже в СТО, где её абсурдность очевидна, а пытаются связать еë с неопределённостью начальных точек систем отсчёта ОТО, что тоже выглядит странным. На самом деле нетранзитивность появляется в результате физически необоснованной эйнштейновской синхронизации часов, подробности см. [1] Миф S1
Миф G2
«Теория относительности открыла человечеству глаза, что пространство и время - кривые».
То есть, получается, что Эйнштейн указал нам истину в последней инстанции.
Правда, в 1905 году он не особо распространяется по поводу того, что он имеет в виду под этими понятиями. Временем он называет "показания одинаковым образом устроенных часов". В 1907 году, в статье: "О ПРИНЦИПЕ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ И ЕГО СЛЕДСТВИЯХ" он ничего не добавляет по этому вопросу.
Тем громче прозвучал вывод из 2-й статьи, что время в гравитационном поле течёт медленнее, чем при отсутствии поля. При этом ни им, ни его интерпретаторами в то время даже не был упомянут тот факт, что часы Гюйгенса (а мы помним, что Эйнштейн не указывал, какие именно он имел в виду часы) опровергают это утверждение. Период их колебаний при прочих равных условиях сокращается при усилении гравитационного поля:
T = 2π√(l/g)............. (2),
где l – длина маятника,
g – ускорение свободного падения,
т.е., поле ускоряет маятниковые часы Гюйгенса.
Кеплеровское обращение планет вокруг центра Солнечной системы осуществляется с похожей закономерностью.
Что же это за загадочное время, которому подвластны не все часы?
Оказывается, он берёт уравнение, которое мы обозначали в статье [1] как (S1лэ)
t' = (t – vx/c²) /√(1 – v²/c²) ….......... (S1лэ),
_где t и x соответственно – время и координата тела в неподвижной ИСО,
c — скорость света,
v — скорость тела относительно исходной ИСО,
и выводит из него равенство
t1 – (v/c^2)x1 = t2 – (v/c^2)x2.............. (G3э),
где индексы 1 и 2 указывают на принадлежность к событиям в координатах x1 и x2.
(G3э) – это частный случай (S1лэ).
Если x1 = 0, то
t2 = t1(1 + γx2΄/ c^2)........... (G4э).
Здесь опять проявляется тот же вопрос, что и при анализе координатного времени в [1], гл. Миф S1: точки x1 и x2 абсолютно идентичны, ускорение у них одинаково, почему должны отличаться показания часов?
Уравнение (G4э) Эйнштейн, пользуясь принципом эквивалентности инерционной и гравитационной масс, переносит на тяготение, получая
t2 = t1(1 + ϕ/ c^2).................. (G5э),
_где ϕ – гравитационный потенциал.
Т.е., из той искусственной синхронизации, ущербность которой была показана в [1], гл. Миф S1, он делает вывод о зависимости времени от гравитационного потенциала.
Можно показать, что конструирование уравнений ОТО основано на этих же предположениях.
И, пожалуй, самое главное.
Вопрос о том, что такое пространство и время, обсуждался философами задолго до Эйнштейна. Среди философов-материалистов был практический консенсус, что пространство и время относятся к формам, в которых существует материя, а вовсе не сама материя.
Все понятия — категории сознания, а природе всё равно, как мы её анализируем. Поэтому ещё Сократ говорил: «Главное условие истинного знания — точное определение понятий». Этот вопрос освещён в статье «Откуда берутся понятия?» https://dzen.ru/a/ZXDI7CeYFRHwu5ce?share_to=link
В нормах всех национальных языков до появления ТО под временем понималась продолжительность процессов относительно периода стандартного равномерного периодического процесса, под пространством – «то, в чём всё расположено», причём, ещё во времена Евклида подразумевалось, что влияние материальных факторов на геометрическое пространство должно быть исключено.
С этой точки зрения, та субстанция, которую ввёл Эйнштейн, по нормам научной этики и для исключения путаницы (софизмов) должна быть обозначена другим термином, например – эйнштейново пространство. Тогда было бы совершенно ясно, что эта субстанция – разновидность эфира, или вообще – математическая абстракция, служащая лишь для записи уравнений.
Миф G3
«Время в гравитационном поле замедляется, изменяя, в том числе, даже показания часов Гюйгенса»
Влияние эйнштейновской относительности на ход часов было опровергнуто в предыдущих двух главах.
Сделаем некоторые дополнения.
Очевидно, что состояния свободного падения и стационарного нахождения на поверхности гравитирующего тела физически различны и по-разному влияют на циклические и другие временнЫе процессы, что совсем не отражено в формуле (G4э).
Фландерн в работе «Что глобальная навигационная система GPS говорит нам об относительности», Университет Штата Мэриленд и Мета Исследования. [http://www.scorcher.ru/art/theory/sto/relativity2.php] пишет: «циклотронные эксперименты показали, что, даже ускорение в 10^19g (g = ускорение свободного падения на поверхности Земли) на скорость хода часов не влияет». Т.е., если применить принцип эквивалентности, то в условиях опыта, на который ссылается Фландерн, даже на нейтронных звёздах влияние гравитации на использованные в том опыте часы было бы необнаружимо.
В экспериментах с измерением времени жизни мюонов τ наличие или отсутствие ускорений до 50g никак не сказывалось на τ.
Гравитация, как и любое силовое поле, разумеется, влияет на часы разных конструкций, см. «Влияние гравитации на часы в представлении Эйнштейна и в теории транзитивной метрики (ТТМ) Пуанкаре» https://dzen.ru/a/ZYWEqL_6RH3JbJ2W?share_to=link, но в физических расчётах может участвовать только разность потенциалов, а часовые механизмы могут улавливать эту разность только в пределах своего маятника.
Миф G4
«Скопление больших масс материи вызывает гравитационный коллапс»
При выводе уравнений ОТО, кроме использования нетранзитивных преобразований при многократном последовательном переходе от одной мгновенной ИСО к другой, затем третьей и т.д., была неадекватно использована классическая лагранжева форма, которая не учитывает диссипативные, непотенциальные и квантовомеханические силы. Если брать небольшие тела, то в пределах дебаевского радиуса электромагнитные силы превосходят гравитационные почти на 40 порядков. В пределах атомов примерно такое же превосходство имеют квантовомеханические силы, а в пределах атомного ядра и нуклонов – внутриядерные силы. В поверхностных слоях больших тел гравитационное поле на малые объёмы действует в качестве внешней силы, а вблизи центра этих тел – только через давление от вышележащих слоёв: сама равнодействующая гравитационных сил в центре тела равна нулю!, так что ни о каком коллапсе речи быть не может, см. «Пуанкаре и основания ОТО» https://dzen.ru/a/ZYcJuuEygRpWSZct?share_to=link.
Миф G5
«Фотон, попадая в гравитационное поле, не меняется, а меняется для него темп времени окружающего пространства (гравитационное замедление времени), поэтому относительная частота фотона увеличивается».
Здесь сразу возникает вопрос: почему в любом другом теле согласно мнению релятивистов происходит замедление процессов в гравитационном поле и лишь фотон не подчиняется этому закону?
Перед запуском в космос часов GPS, ГЛОНАСС и других навигационных систем эти часы аппаратно замедляют. Тогда на орбите по ОТО они должны ускорить свой ход и выдавать номинальную частоту радиосигнала (5 МГц), а на Земле эта частота должна увеличиться по любой теории. На самом деле мы принимаем на Земле строго 5 МГц.
Учитывая, что изменение хода часов в гравитационном поле зависит от устройства часов, а вовсе не мифического координатного замедления времени, см. главу Миф G3, можно сделать только один вывод: рассматриваемый здесь миф G5 служит лишь в качестве подпорки мифа СТО о нулевом собственном времени существования фотона, см. [1] Миф S13.
В блестящих опытах Паунда-Ребке было показано, что частота фотона при погружении в гравитационное поле увеличивается. Сам Паунд считал, что квант света «тяжелеет» — увеличивает энергию и частоту — в случае приближения к гравитирующему телу. Таким образом, фотон ничем не отличается от обычного тела, набирающего кинетическую энергию при падении в поле тяжести. Одновременно увеличивается динамическая масса фотона по формуле m = E/c², см [1] главу Миф S14.
Нерезонансное изменение частоты фотона имеет большое значение для космологических теорий, см. https://dzen.ru/a/ZYnhcc8DtxTyL6IT?share_to=link.
Миф G6
«Искривление пространства-времени в теории относительности можно представить в виде искривления батута под весом груза»
Этот популяризаторский миф вызывает возмущение даже специалистов по теории относительности.
Если внимательно посмотреть учебник, например, Ландау-Лифшица, то выяснится, что искривление пространства-времени — это просто фигура речи. Просто вводятся новые переменные. Кстати, один из параметров (кому что нравится): время или пространственные координаты — мнимый. И вот в этих новых переменных составляются уравнения и всё!
Кстати, в мнимо-комплексном «пространство-времени» Г. Минковского невозможно изобразить тот батут, который изображают местные популяризаторы ОТО. Если даже изобразить это псевдопонятие в квадратах, то будет не провал батута, а горб.
Миф G7
«Если ТО окажется неверна, то обрушится вся физика»
Из кн. А. Пайс. Научная деятельность А. Эйнштейна. М.: Наука, 1989, (с.448).
«В начале 50-х годов Эйнштейн однажды сказал мне (А.Пайсу), что не уверен в возможности добиться прогресса в рамках дифференциальной геометрии… В. Баргман рассказал мне, что примерно то же самое Эйнштейн говорил ему в конце 30-х годов. Такого же рода высказывание содержится и в письме Инфельду: «Я все больше и больше склоняюсь к мысли, что нельзя продвинуться дальше, используя теории, строящиеся на континууме». В 1954 г. Он писал своему другу Бессо: «Я считаю вполне вероятным, что физика может и не основываться на концепции поля, т.е. на непрерывных структурах. Тогда ничего не останется от моего воздушного замка, включая теорию тяготения, как, впрочем, и от всей современной физики».
На самом деле уже во многих технических решениях давно используются альтернативные представления, и не только не случилось ничего страшного, наооборот, всё становится на свои места.
В частности, волновая функция приобретает физический смысл, который придавал ей Шредингер, вместо противоречащей всякой логике копенгагенской интерпретации.
С так называемой «квантовой запутанности» снимается толстый слой мистицизма, появляется возможность анализа внутренней структуры элементарных частиц, см. «Просто о физическом смысле волновой функции, многомерных пространств и теории струн» https://dzen.ru/a/ZZ4YsOvCJlTsSZDl.
Миф G8
«Предсказания ОТО проверены во множестве экспериментов и наблюдений. Ни одна альтернативная теория не может объяснить весь комплекс этих явлений.
- Гравитационное красное смещение (эффект замедления времени в гравитационном поле) проверено с точностью ~0,01%.».
&
Как было показано в главах G2 и G3, ОТО не имеет отношения к изменению показаний часов в гравитационном поле. БОльшая часть так называемого «замедления времени» связана с процессом передачи информации: фотон увеличивает частоту при погружении в гравитационное поле, см. главу G5.
_
«- Отклонение света звезд у Солнца (1919 г.) совпадает с предсказаниями ОТО с точностью ~1%, а современные радиоинтерферометрические измерения дают точность ~0,001%».
&
При малых полях действуют ньютоновские решения с учётом изменения энергии и динамической массы фотона m = E/c², см [1] главу Миф S14.
«ОТО предсказала неочевидные явления
- Существование гравитационных волн (обнаружены LIGO в 2015 г.)».
Обнаружение гравитационных волн скорее опровергает, чем подтверждает ТО:
*оно свидетельствует о наличии среды распространения;
*основано на эффекте Саньяка, подтверждающем теорию Игла.
_
«- Чёрные дыры (их «тени» сфотографированы телескопом Event Horizon Telescope)».
&
Сверхмассивные космические объекты не являются «чёрными дырами», т.к. гравитационный коллапс невозможен, см главу Миф G4 и статью . «Пуанкаре и основания ОТО» https://dzen.ru/a/ZYcJuuEygRpWSZct?share_to=link .
Источники информации
1. Мифы и штампы популяризаторов специальной теории относительности (СТО). Ошибки её критиков https://dzen.ru/a/aFPmTymcTQarNh5b?share_to=link