Абсолютна ли е теорията на относителността

„Появи се теория, която описва света по-добре от уравнението на Айнщайн“, казва Сергей Дмитриевич Одинцов, доктор по физика и математика, професор в Каталунския институт за напреднали изследвания. Той вярва, че предвид последните открития алтернативната гравитационна теория F (R) е все още по-последователна. Индикатор за проблеми с общата теория на относителността са тъмната енергия и тъмната материя, които допринасят значително за масата на Вселената. Тъмната енергия е над 70%, а тъмната материя е около 23-24%. Обичайното, добре познато вещество е по-малко от 5%. Преди откриването на тъмната енергия и тъмната материя изглеждаше, че Общата теория на относителността е единствената жизнеспособна теория и всички атаки срещу нея завършват с фиаско на нападателите. Показател за новия статут на съмнение е признаването през 2011 г. от Нобеловия комитет на откриването на тъмната енергия.

"За да получим тъмна енергия в рамките на Общата теория на относителността, трябва да добавим към състоянието на Вселената космическа течност с много странни, напълно неразбираеми свойства.",

- казва Одинцов. Космическата течност, известна още като космологична константа, е допълнителен термин в уравнението на общата теория на относителността, който Айнщайн въвежда като вид антигравитационна корекция. В противен случай, поради действието на гравитационните сили, Вселената ще се сблъска с неизбежен колапс. След откриването на закона на Хъбъл (закона за разширяването на Вселената), Айнщайн премахва космологичната константа от уравнението, като обяснява, че тя вече не е необходима. Сега отново възникна необходимостта от това - или от друга теория, при която тези ефекти ще бъдат взети под внимание от самото начало.

Тъмната енергия и тъмната материя

Въпреки наличието на думата „тъмно“ в името на тези явления, това са две напълно различни същности. „Това са само термини, които означават това, което сме открили, и това, което знаем теоретично, но това, което не виждаме“, обяснява Одинцов. „Тъмната енергия е вид същност, космическа течност, промяна в гравитационното поле, което определя поведението на Вселената като цяло. В момента Вселената се разширява с ускорение и тъмната енергия е отговорна за това ускорение. Не е ясно защо тъмната енергия не взаимодейства с обикновената материя, тоест с нас, със Слънчевата система и това е много странно. Във всички теории, които имаме, има взаимодействие. Тъмната материя от своя страна е малко по-различна материя или нов аспект на гравитационното поле. Той взаимодейства с обикновената материя, макар и много слабо. Тъмната материя не определя еволюцията на Вселената като цяло, въпреки че има доста значителен принос. Например, той е отговорен за спиралното въртене на галактиките. Може би сте виждали какви са галактиките - това са спирални структури, които се въртят непрекъснато. Смята се, че въртенето на галактиките се дължи именно на тъмната материя. И това между другото е основата за търсене на тази тъмна материя ”. Постепенно се приближаваше идеята за тъмната енергия. Голяма група учени първо изследваха как се държат суперновите тип type, как се отдалечават от нас. Те изучавали диаграмата на светимост/разстояние - използвали формули, които описват обекта на каква светимост на какво разстояние. Създадена е класификация на такива свръхнови. От тази извадка беше възможно да се изчисли колко бързо се премахват тези обекти. Оказа се, че това се случва все по-бързо (преди това се смяташе, че протича обратният процес). Такива наблюдения се превърнаха в крайъгълния камък, за да се предположи съществуването на тъмна енергия, тъй като причината за ускореното отстраняване на обекти може да бъде само някакъв вид енергия, материя или космологична константа. Ако знаем какво са тъмната енергия и тъмната материя, тогава ще направим още една стъпка към отговора на въпроса какво е гравитацията. Но дори преди това можете да си представите интересни перспективи. Например все още не е известно какво е електромагнитно поле. Разбираме, че се описва с определени уравнения, но защо това се случва и защо се държи по този начин, никой не знае. Ние обаче го използваме.

Може да се предположи, че гравитационното поле в бъдеще може да се използва по някакъв начин.

"Това, разбира се, изглежда фантастично, но въпреки това кой знае", отбелязва Одинцов.

Коя теория е по-добра

Алтернативната гравитационна теория F (R) сега е основният конкурент на общата теория на относителността, казва Одинцов. „Още през 2003 г. аз и моите колеги предложихме модел, който е последователен в смисъл, че съвпада с данните, които сме виждали в Слънчевата система, както и с общата теория на относителността. Оттогава нашият подход продължава да се развива. Създадени са различни групи за наблюдение, които се опитват да извлекат различни наблюдателни прогнози. Да приемем, че имаме комплекс от факти, например галактиките се държат по определен начин. Нека си представим, че се опитваме да опишем теоретично това явление. След това започваме да разглеждаме коя от теориите предсказва този набор от факти. Последствията от наблюдението на модифицираната теория на гравитацията правят това не по-лошо от общата теория на относителността. Сега те са конкуренти и освен това модифицираната теория за гравитацията може много добре да опише тъмната енергия и дори тъмната материя, без да е необходимо да се въвежда някакъв допълнителен компонент в уравнението на състоянието на Вселената. " „В момента не виждаме проблеми в модифицираната теория на гравитацията“, продължава Одинцов. - Въпросът е, че общата теория на относителността е дадена теория. Както казват физиците, то има действие и ние работим в рамките на това действие. В алтернативната теория за гравитацията имаме свобода. Това означава, че ако нашият модел се превърне в нещо лошо, можем да го коригираме, леко да променим действието, за да не влошим свойствата, които вече познаваме, а да подобрим тези свойства, които стават проблематични. Ето как се разви този модел през последните 10 години. Когато бях студент в университет, ме научиха, че единствената жизнеспособна теория е Общата теория на относителността. Нямаше друга теория - просто защото тя е единствената теория, която задоволява гравитационните числа на Слънчевата система.

И сега мога да предложа стотици и хиляди теории, които не са по-лоши от общата теория на относителността и също толкова добре описват Слънчевата система.

Е, разбира се, ако мога да предложа хиляди теории, ще избера стотици теории, които са много добри в други отношения. Броят на поддръжниците на алтернативната теория на гравитацията нараства. Имаше много опити да се опровергае: имаше статии със заглавия като „F (R) -теорията не е жизнеспособна“ и след 2 месеца аз или някой друг вече написах статия, доказваща, че тези твърдения са абсолютно погрешни и че нашата теория остава напълно жизнеспособна ".

Нестабилна константа

Изобщо не е ясно защо една константа, която по дефиниция трябва да бъде постоянна, изведнъж е започнала да се променя по време на еволюцията на Вселената.

" Кой от моделите ще спечели, ще знаем, не дай Боже, след 10 г. И това не е факт. За да направите това, трябва да излезете с тест, някакъв вид наблюдение, което само една теория има от всички. Но това е много трудно “, отбелязва Одинцов.

Подготвен материал Екатерина Синелщикова.

Post Scriptum

Тази публикация предизвика недоумение сред редица физици, чието тегло и квалификация не пораждат ни най-малко съмнение. Публикуваме кратка забележка за настоящия текст на доктор по физико-математически науки, гл. Сектор на Санкт Петербургския институт по ядрена физика RAS Дмитрий Дяконов.

1. Сергей Одинцов се занимава с известно обобщение на стандартната версия на общата теория на относителността (GRT) от няколко години, така наречената "f (R) -гравитация", където R е кривината на нашето пространство- време, f е някаква функция. В стандартната версия на теорията на Айнщайн - Хилберт (1915) се взема линейна функция, не без основание, т.е. f (R) = R, но може да се зададе такъв, по-специално въпросът: какво, ако всъщност природата се контролира от някаква по-сложна функция на кривината?

Да, тя изобщо не е състезател - това е все същата обща теория на относителността, на английски General Relativity. „F (R) -гравитацията“ все още е обща теория на относителността, един от нейните клонове е прост. Ако той е конкурент на нещо, това е така нареченият „стандартен космологичен модел“. Не звучи толкова силно, колкото общата теория на относителността, но какво да правя. Невъзможно е да подведем читателя само заради по-звучен звук.

3. За едно просто нещо - „космологичен термин“ - е написано нещо странно. Е, добре, от нечия лека ръка (много лека!), Съответните явления в космологията започнаха да се наричат ​​„тъмна енергия“. Без обяснителен термин стана познат в популярната литература - добре. Но защо да наричаме това същата „космическа течност с много странни, напълно неразбираеми свойства“?! Първо, свойствата са ясни, и второ, тук не може да се говори за течност.

Всеки учен, който популяризира работата си, се сблъсква с трудността: как да опише съществуването е достатъчно ясно и в същото време да не греши срещу истината. Веднъж беше попитан великият Нилс Бор: какво е допълнително към понятието „Истина“? Размишлявайки, Бор отговори: „Яснота“.

В тази статия Сергей Одинцов направи такъв наклон към „яснота“, че истината почти вече не се проследява. И, трябва да призная, малко яснота.