Евгений Тихомиров - Гравитация, новая парадигма. Серия: физика высокоразвитой цивилизации. Выпуск № 1

«Теория Эйнштейна – Картана

Теория Эйнштейна – Картана (ЭК) была разработана как расширение ОТО, внутренне включающее в себя описание воздействия на пространство-время, кроме энергии-импульса, также и спина объектов. В теории ЭК вводится аффинное кручение, а вместо псевдоримановой геометрии для пространства-времени используется геометрия Римана – Картана. В результате от метрической теории переходят к аффинной теории пространства-времени. Результирующие уравнения для описания пространства-времени распадаются на два класса: один из них аналогичен ОТО, с тем отличием, что в тензор кривизны включены компоненты с аффинным кручением; второй класс уравнений задаёт связь тензора кручения и тензора спина материи и излучения.

Получаемые поправки к ОТО, в условиях современной Вселенной, настолько малы, что пока не видно даже гипотетических путей для их измерения.

Теория Бранса – Дикке

В скалярно-тензорных теориях, самой известной из которых является теория Бранса – Дикке (или Йордана – Бранса – Дикке), гравитационное поле как эффективная метрика пространства-времени определяется воздействием не только тензора энергии-импульса материи, как в ОТО, но и дополнительного гравитационного скалярного поля. Источником скалярного поля считается свёрнутый тензор энергии-импульса материи. Следовательно, скалярно-тензорные теории, как ОТО и РТГ, относятся к метрическим теориям, дающим объяснение гравитации, используя только геометрию пространства-времени и его метрические свойства. Наличие скалярного поля приводит к двум группам уравнений для компонент гравитационного поля: одна для метрики, вторая – для скалярного поля. Теория Бранса – Дикке вследствие наличия скалярного поля может рассматриваться также как действующая в пятимерном многообразии, состоящем из пространства-времени и скалярного поля.

Подобное распадение уравнений на два класса имеет место и в РТГ, где второе тензорное уравнение вводится для учёта связи между неевклидовым пространством и пространством Минковского. Благодаря наличию безразмерного параметра в теории Йордана – Бранса – Дикке появляется возможность выбрать его так, чтобы результаты теории совпадали с результатами гравитационных экспериментов. При этом при стремлении параметра к бесконечности предсказания теории становятся всё более близкими к ОТО, так что опровергнуть теорию Йордана – Бранса – Дикке невозможно никаким экспериментом, подтверждающим общую теорию относительности.

"Квантовая теория гравитации

Основная статья: Квантовая гравитация

Несмотря на более чем полувековую историю попыток, гравитация – единственное из фундаментальных взаимодействий, для которого пока ещё не построена общепризнанная непротиворечивая квантовая теория. При низких энергиях, в духе квантовой теории поля, гравитационное взаимодействие можно представить как обмен гравитонами – калибровочными бозонами со спином 2. Однако получающаяся теория неперенормируема, и поэтому считается неудовлетворительной.

В последние десятилетия разработаны несколько перспективных подходов к решению задачи квантования гравитации: теория струн, петлевая квантовая гравитация и прочие.

Теория струн

Основная статья: Теория струн

В ней вместо частиц и фонового пространства-времени выступают струны и их многомерные аналоги – браны. Для многомерных задач браны являются многомерными частицами, но с точки зрения частиц, движущихся внутри этих бран, они являются пространственно-временными структурами. Вариантом теории струн является М-теория.

Петлевая квантовая гравитация

Основная статья: Петлевая квантовая гравитация

В ней делается попытка сформулировать квантовую теорию поля без привязки к пространственно-временному фону, пространство и время по этой теории состоят из дискретных частей. Эти маленькие квантовые ячейки пространства определённым способом соединены друг с другом, так что на малых масштабах времени и длины они создают пёструю, дискретную структуру пространства, а на больших масштабах плавно переходят в непрерывное гладкое пространство-время. Хотя многие космологические модели могут описать поведение вселенной только от Планковского времени после Большого Взрыва, петлевая квантовая гравитация может описать сам процесс взрыва, и даже заглянуть раньше. Петлевая квантовая гравитация позволяет описать все частицы стандартной модели, не требуя для объяснения их масс введения бозона Хиггса.

Причинная динамическая триангуляция

Причинная динамичес кая триангуляция – пространственно-временное многообразие в ней строится из элементарных евклидовых симплексов (треугольник, тетраэдр, пентахор) размеров порядка планковских с учётом принципа причинности».

Как видно из кратких описаний других теорий гравитации, отличных от закона Всемирного тяготения и Общей теории относительности, эти теории, так, или иначе, являются перепевками Общей теории относительности. Почти во всех других теориях гравитации постулируется четырёхмерное пространство-время, причём, само пространство материально, так как может изгибаться, следовательно, имеет структуру. (В причинной динамической триангуляции четырёх мерность и псевдо евклидовость пространства-времени в макроскопических масштабах в ней не постулируются, а являются следствием теории). Пространство в этих теориях, по сути, уничтожено и является материй, т.к. авторы этих теорий придали пространству свойство материи (изгибаемость). Поэтому упоминание в этих теориях термина "пространство" является лишь данью традиции и не правомерно. Пространство в этих теориях постулируется как особая изгибаемая материя. Во всех других теориях гравитации также постулируется вещественность времени (может замедляться и, следовательно, ускоряться).

Но, как уже отмечалось ранее, высокоразвитая цивилизация установила, что пространство не вещественно, следовательно, не имеет структуры и не может изгибаться. Так же и время не вещественно, и, следовательно, не может замедляться, или ускоряться. Время вообще не является физическим понятием и есть только счётчик для нашего удобства. Времени, как физической категории, не существует.

Поэтому все другие теории гравитации, отличные от закона Всемирного тяготения, являются несостоятельными. На основании этого, мы исключаем другие теории гравитации, включая Общую теорию относительности, из дальнейшего рассмотрения и будем продолжать анализировать только закон Всемирного тяготения. Рассмотрим, состоятелен он, или нет, и если состоятелен, то в какой части.