Техника - молодёжи 1989-08, страница 24

c

Гравитация вчера Л и сегодня

«ИНВЕРСОР» На всесоюзной конференции

X

X и

о с

«о

^ Б 1916 году А. Эйнштейн сформулировал общую теорию относительно-сти С ОТО), которая и легла в основу современных представлений о грави-О тации. С тех пор в этой области, казалось, наступил длительный период ^ «мирного развития». Теорию, конечно, разрабатывали, совершенствова-V0 ли, из нее выводили все новые следствия. Пожалуй, самым впечатляю-О щим среди них стали черные дыры — один из трех возможных исходов в Q жизни любой звезды.

Два других конечных состояния — белые карлики и нейтронные звезды — были подтверждены наблюдениями, но не привлекли особого внимания. А вот черные дыры, и поныне гипотетические, сильно взволновали умы и прочно вошли в нашу «картину мира». Теоретики открывают все новые их свойства (конечно, на бумаге), поэты пишут о них стихи, представляя их то как врата в иные миры, то как мрачные символы косности и застоя... И теперь, наверное, всем нам будет жаль, если окажется, что их все-таки нет. А такая «опасность» существует! Достаточно напомнить хотя бы о разработанной академиком А. А. Логуновым релятивистской теории гравитации, статья о которой появилась в нашем журнале как раз в год 70-летнего юбилея ОТО (М 10 за 1986 год). Да и вообще стало выясняться, что попытки пересмотреть, а то и полностью опровергнуть ОТО никогда не прекращались. Выяснилось и то, что черных дыр, оказывается, не признавал и сам ЭйнштейнI Короче, не таким уж мирным был этот период. Разумеется, сами ученые всегда правильно видели ситуацию, но вот для тех, кто узнавал о гравитации из научно-популярной литературы, картина часто представлялась упрощенной. Узнать о современном состоянии теории гравитации «из первых рук» мы попросили нашего специального корреспондента, кандидата физико-математических наук Александра РАБИНОВИЧА — руководителя секции проблем движения в микро- и макромире общественной лаборатории «Инверсор». На Седьмой гравитационной конференции, о которой идет речь в статье, он сделал доклад «Об энегрии и импульсе гравитационного поля».

Гравитационные конференции, где обсуждаются современные фундаментальные проблемы теории относительности и гравитации, проводятся раз в четыре года. Седьмую конференцию организовал Ереванский государственный университет.

Вступительное слово председателя оргкомитета академика АН Армянской ССР Г. С. Саакяна, отражавшее взгляды многих физиков-гравитационистов Армении, для большинства читателей популярной литературы по теории относительности, пожалуй, еще несколько лет назад выглядело бы почти кощунственным.

Эйнштейновская теория гравитации, сказал он, еще далека от завершения, а один нз самых впечатляющих ее выводов — существование черных дыр по Вселенной — плохо обоснован, не говоря уже о

том, что не имеет сколько-нибудь серьезного наблюдательного подтверждения.

В последнее время подобные взгляды стали проникать и в популярные издания. Так, из полемики академиков А. А. Логунова и В. Л. Гинзбурга на страницах журнала «Наука и жизнь» читатели узнали о существовании по крайней мере двух разных позиций (на самом деле их больше): «официальной», которую разделяет большинство ученых, работающих в Академии наук СССР, и нетрадиционной, распространенной в основном в «университетской науке».

Первопричина неудовлетворенности традиционной интерпретацией ОТО — вовсе не в чудачестве, не в излишней оригинальности мышления отдельных ученых, но в самой теории. Она характеризует гравитационное поле десятью гра

витационными потенциалами (в отличие от единственного потенциала ньютоновской теории) и математически выражается десятью уравнениями относительно этих десяти неизвестных функций. Но вся проблема в том, что эти уравнения не являются независимыми. Между ними существуют четыре тождественных соотношения. А это значит, что на деле независимы только шесть уравнений, хотя неизвестных-то остается десять!

В результате имеется красивая теория, которая не может дать однозначного решения ни одной задачи. Аналогов такой ситуации в физике нет. Что-то похожее встречается в электродинамике, где электромагнитные потенциалы тоже не определяются однозначно. Но там, несмотря на это, напряженности электрического и магнитного полей все же однозначны, а аналогичные им параметры гравитационного поля в ОТО — нет

В такой ситуации стремление недогматически настроенных физиков добиться однозначности решений в ОТО вполне понятно. Ясно, что этого можно достичь добавлением к десяти эйнштейновским уравнениям еще четырых. Такие уравнения предлагались несколькими учеными, а том числе академиком В. А. Фоком; они вошли в обиход, как уравнения де Донде-ра — Фока. Надо сказать, что к ним приводятся уравнения релятивистской теории гравитации Логунова, так что ее можно считать некоторой модификацией теории Фока.

Что касается черных дыр, то против этого вывода из ОТО возражал и сам Эйнштейн, и А. Эддингтон — один из первых физиков, пропагандировавших его теорию и способствовавший экспериментальной проверке другого ее вывода — об искривлении лучей света в гравитационном поле.

Им не нравилось в первую очередь то, что черная дыра — это масса, которая не только не выпускает лучи света, но и -безостановочно, совершенно неудержимо сжимается в математическую точку. Эддингтон всю жизнь отрицал, что силы отталкивания не способны сдержать катастрофическое сжатие. Эйнштейн же считал, что не могут существовать объекты, меньшие своего гравитационного радиуса: ведь сила тяготения тела, сжатого до гравитационного радиуса (он зависит от массы тела), становится бесконечной.

22