Техника - молодёжи 2006-01, страница 24

22 12006 №01 ТМ

СМЕЛЫЕ ГИПОТЕЗЫ

Михаил ПИЩУЛИН, г. Тверь

Закон всемирного тяготения сформулирован Ньютоном в его книге «Математические принципы натуральной философии», которая вышла в Лондоне в 1687 г. И вот уже более 300 лет человечество, используя простую математическую формулу, достигло поразительных успехов в вычислении любых движений во Вселенной.

Мы знаем популярную формулировку этого закона. Однако вот что ТОЧНО сказал Ньютон «Между двумя телами в пространстве наблюдаются явления, которые можно описать, предполагая, что два тела притягивают друг друга с силой, прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними». По этому поводу знаменитый физик Хвольсон в своем «Курсе физики» написал: «Колоссальное развитие небесной механики, полностью основанной на законе всемирного тяготения, признанного как факт, заставило ученых забыть чисто описательный характер этого закона и увидеть в нем окончательную формулировку существующего физического явления». Другими словами, гений Ньютона открыл нам явление или способ изучения законов движения, а сам закон нужно принимать только как точку сравнения при объяснении движений.

Принцип дальнодействия, т.е. передачи воздействия одного тела на другое без запаздывания, из тяготения изгнала общая теория относительности (ОТО) Эйнштейна Но, несмотря на то, что ОТО к настоящему моменту считается законченной физической теорией, твердо обоснованная установленными физическими фактами', она также не в состоянии объяснить причину возникновения гравитации. По сути, ОТО Эйнштейна внесла в ньютоновскую теорию тяготения релятивистские поправки и связала ее с кривизной пространства и времени. Недостаточность ОТО для полного понимания некоторых явлений часто обсуждается в серьезных научных источниках.

Некоторые считают, что возможность обращения в нуль локальной плотности энергии гравитационного поля является принципиальным дефектом ОТО. В отличие от электрического или магнитного поля, плотность энергии гравитационного поля можно всегда обратить в нуль подходящим выбором системы координат. Благодаря этому, в свободно падающем лифте никакой эксперимент не может обнаружить гравитационное поле

ОТО не может объяснить и более принципиальный вопрос. Согласно об-

Читатели нашего журнала знают, что это далеко не так, см например, №2 за 2004 г. - Ред.

щепризнанной модели нестационарной Вселенной (теория Большого Взрыва), возникла трудность в объяснении самого начального этапа эволюции Вселенной — порядка сотой доли секунды от «начала всего». Ведь в силу космологического принципа где-то в прошлом был момент, в который любая из наблюдаемых сейчас галактик была бесконечно близка к нашей, т.е. «любая к любой». Из-за такого сближения плотность вещества во Вселенной в «начальный момент» становится бесконечной но гравитация перестает работать Эту неопределенность начального этапа ОТО объяснить не в состоянии, необходима разработка квантовых эффектов гравитации в сверхсильном гравитационном поле. Но такие подходы не определены, и квантовой теории гравитации не существует.

Если гравитацию воспринимать как одно из фундаментальных взаимодействий, то выявляется еще одна неопределенность. В рамках ОТО предсказано существование черных дыр (ЧД) — тел, тяготение на поверхности которых настолько сильно, что вторая космическая скорость для них должна превышать скорость света. Из ЧД ничто не может вылететь — ни излучение, ни частицы, ибо в природе ничего не может двигаться со скоростью, большей скорости света. Физики образно говорят, что «ЧД не имеет волос». Границу области, из которой ничего не выходит, называют горизонтом событий.

В настоящее время считается, что все фундаментальные взаимодействия осуществляются благодаря обменным процессам частицами или полями. Но в случае ЧД вся масса ушла за горизонт событий, ни поля, ни частицы не могут покинуть эту область пространства. Почему же гравитационное поле от ЧД — наблюдаемый факт? Здесь явное противоречие, ибо горизонт событий пресекает все обменные процессы.

Как видим, получить ответы на некоторые неопределенности в рамках ОТО Эйнштейна трудно, но это не означает, что ОТО имеет внутренний дефект От Ньютоновской теории тяготения она унаследовала описательный характер наблюдаемых физических явлений, и она не в состоянии ответить на главный вопрос — о физической интерпретации гравитации.

Необходимо отметить, что Эйнштейн предполагал возможность объединения электромагнитного взаимодействия с гравитационным. В связи с этим возникает естественный вопрос Возможно ли в реально наблюдаемом 4-мерном пространственно-временном континууме, но в рамках общепринятых научных представлений, построить конструкцию гравитационного вза

Михаил ПИЩУЛИН, г. Тверь

имодействия, которая даст удовлетворительное объяснение физической интерпретации гравитации как явления? И на основе этой конструкции выяснить причину возникновения неопределенностей и объяснить, почему ОТО в принципе не может на них ответить.

Отметим, что астрофизика рассматривает эволюционные процессы во Вселенной как события, происходящие в межзвездной среде. При этом под межзвездной средой понимаются газ, пыль, магнитные поля, космические лучи и др. Но такой упрощенный подход не может отражать истинной картины всех событий из-за отсутствия рассмотрения взаимодействия с другой материальной, но ненаблюдаемой средой, называемой физическим вакуумом (ФВ). Более справедливым будет утверждение, что вся наблюдаемая Вселенная погружена в другую квантовопо-левую среду, называемую ФВ. И только последовательный учет взаимодействия двух сред даст ясное понимание причины возникновения гравитационных явлений.

Вакуум в квантовой теории не допускает отсутствия частиц и полей. В нем происходят физические процессы с участием уже не реальных, а коротко-живущих (виртуальных) квантов поля В ФВ равны нулю только средние значения физических величин: напряженности полей, количества частиц. Сами