Файл: Бриллюэн, Л. Новый взгляд на теорию относительности.pdf

Это новое решение теряет смысл при значении г, рав ­ ном

На бесконечности оба решения ведут себя одинаково. Какое из них следует сопоставлять с эксперимен­ том? Следует ли координаты х1, х2, х3, et истолковы­ вать, пользуясь метрикой (4.3) или метрикой (4.5)? Вопрос остается открытым. Это д а ж е еще хуже, чем если можн о было бы совершить любую замену коор­ динат и получить бесконечное множество решений! Методы Эйнштейна являются слишком общими и не дают какого-либо определенного ответа. Фок считает, что условие (4.1) выделяет систему отсчета, соответ­ ствующую реальным условиям наблюдения. Он полу­

Сравнение формул (4.3), (4.5) и (4.7) ясно пока­ зывает, к каким трудностям приводит сверхобобще­ ние Эйнштейна. Може т возникнуть вопрос: а является

•ли решение (4.7) наиболее подходящим? Каким обра­ зомможно проверить, что это решение действительно соответствует измерениям длины и времени, произве­ денным в гравитационном поле в покоящейся лабо ­ ратории? Выводы такого рода не могут быть полу­ чены из математических соображений, они требуют

тщательного анализа фактических условий экспери­ мента *•).

Подобный детальный анализ операций, согласно

выше формул наводит на мысль, что формула (4.3) имеет громоздкий вид и что попытки ее физической интерпретации вряд ли окажутся успешными. Мы от­ брасываем и формулу (4.5), влекущую локальную изотропию пространства, и формулу (4.7), которая характеризуется локальной изотропией процесса рас­ пространения волн. Фактически возникает очень труд­ ная ситуация. К счастью, на практике д л я гравита­ ционного радиуса г0 получается невероятно малое значение, так что изложенные выше «катастрофиче­ ские» выводы справедливы только на очень малых расстояниях и практически не наблюдаемы .

К этой проблеме мы еще вернемся в гл. 7 и рас­

и теории относительности

Всамом начале X X века в физику вошли две

фундаментальные теории: квантовая теория П л а н к а и теория относительности Эйнштейна. С тех пор про­ шло более шестидесяти лет и мы имеем возможность сравнить их влияние на научное мышление. Кванто­ вая теория — это теория фундаментальная, но посто­ янно изменяющаяся; квантовомеханические представ­ ления искусно развиваются и почти каждый год приспосабливаются к объяснению все новых и новых экспериментальных фактов. Можно насчитать по меньшей мере сотню последовательных вариантов

') Эта проблема выделения «привилегированных» систем ко­ ординат действительно возникает в общей теории относительно­ сти и непосредственно приводит к задаче физической интерпре­ тации систем координат. (См. Петров А. 3., Современное состоя­ ние учения о гравитации, Препринт ИТФ-71-1М, Киев, 1971.) —

Прим. ред.

квантовой теории. Теория относительности была по­ строена Эйнштейном как логически жесткая^теория^ При этом специальная теория относительности имела огромный успех, особенно ее соотношение между мас­ сой и энергией. Что касается общей теории относи­ тельности, то на первых порах казалось, что она подтверждается тремя различными экспериментами, однако результаты первых двух находятся постоянно под большим сомнением, а третий (красное смещение)

/кое и вводящее в заблуждение название), лежит ги­ потеза, что гравитационное поле распространяется со скоростью света с. Как показывают тщательные на­

блюдения Вебера [12], ничего подобного не наблюда ­ лось, хотя полностью исключить возможность грави­ тационных волн н е л ь з я 1 ) .

При дальнейшем рассмотрении этого вопроса на­ до отметить, что Эйнштейн при создании общей тео­ рии относительности поставил целью сведение грави­ тации и электромагнетизма к геометрии пространствавремени. Отсюда* очевидно, естественно предполо­ жить, что как электромагнитное, так- и гравитацион­ ное взаимодействия должны иметь одну и ту ж е ско­ рость распространения с. Эйнштейну удалось вклю­ чить гравитацию в схему четырехмерной геометрии, однако в применении к электромагнетизму такой ме­

') Как одну из основных тенденций в современной гравита* ции нужно отметить развитие экспериментальных исследований (главным образом по детектированию гравитационных волн)' в разных странах. — Прим. ред.

пользуя значение массы /іѵ/с2 кванта /іѵ, с помощью /

не имеющие экспериментального подтверждения. На ­ учная фантастика в области космологии — это, от­ кровенно говоря, очень интересная, но гипотетическая вещь.

') Это не совсем так. Наблюдаемый эффект смещения пери­ гелия Меркурия, с хорошим совпадением, зафиксирован как ~43" за столетие. Отклонение луча света в поле Солнца при первых наблюдениях имело действительно довольно «размытый» результат, но последние наблюдения Ü968—1970 гг.) дают га­ рантию, что ошибка не превышает 4%. Что касается эффекта «красного смещения», то он действительно не вытекаетиз общей теории относительности, но и не противоречит ей, — Прим. ред.

84Глава 4

Вобщем, необходимость рассмотрения искривлен­ ного пространственно-временного мира еще не дока ­ зана; физическое значение общей теории относитель­ ности пока очень н е я с н о 1 ) .

Литература

1. Bohr N.% Мах Plank Festschrift, Berlin, 1958, S. 169, особенно

S.171.

2.Bohr N., Atomic Physics and Human Knowledge, Wiley, New

6.Levi-Civila, Amer. Journ. Math., 59, 225 (1937).

7.Einstein A., Infield L., Hoffmann В., Ann. Math., 39, 65 (1938).

(См., в частности, обсуждение на стр. 66, 67 и простой при­

мер в § 3 с его решением (3.18). Русский перевод: Эйн­ штейн А., Собрание научных трудов, т. 2, М., 1966, стр. 450.)

8.Einstein A., The Principle of Relativity, New York, 1923; Ann. Phys., 35, 898 (1911). (Русский перевод: Эйнштейн А., Собра­ ние научных трудов, т. 1, М., 1965, стр. 165.)

9.Einslein A., Ann. Phys., 49, 769 (1916). (Русский перевод:

12.Weber J., Phys. Rev. Lett., 18, 498 (1967).

13.Dicke R. Я., Phys. Today, 20 (1), 55 (1967).

') Нельзя согласиться с категоричностью этого вывода. Да, экспериментальная основа недостаточна. Но все же два астроно­ мических наблюдения объясняются теорией гравитации естествен­ но и с великолепной точностью, а приложения к астрофизике и космологии дают возможность делать новые выводы, которые, будем надеяться, допустят проверку опытом. Таким образом, окончательным судьей будет эксперимент. — Прим. ред.