Теория гравитации Уайтхеда

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Теория гравитации Уайтхеда — теория гравитации, разработанная английским математиком и философом А.Уайтхедом в 1922 году. Относится к числу альтернативных теорий гравитации.

Основные черты теории[править | править код]

По оценке канадского физика Клиффорда Уилла (англ.) теория Уайтхеда основана на априорных геометрических построениях[1], противоположную точку зрения высказал Дин Фаулер, полагавший, что это противоречит философии природы Уайтхеда: для Уайтхеда, геометрическая структура Вселенной «вырастает» из фактически существующих отношений между объектами. Теория гравитации Уайтхеда, согласно оценке Фаулера, является альтернативной, математически эквивалентной общей теории относительности[2].

Согласно интерпретации теории Уайтхеда, представленной Уиллом (и, в свою очередь, порождённой интерпретацией теории Уайтхеда ирландского математика Д. Синга[3][4]), эта теория имеет любопытную особенность, а именно — по Уайтхеду, электромагнитные волны распространяются вдоль нулевых геодезических линий (англ.) физического пространства-времени, в то время как гравитационные волны распространяются вдоль нулевых геодезических линий плоскости, представленной метрическим тензором пространства Минковского. Гравитационный потенциал может быть описан полностью в терминах волн плоскости, представленной метрическим тензором, подобно потенциалам Лиенара — Вихерта для уравнений Максвелла.

Космологическая постоянная может быть введена путём изменения базовой метрики на метрику де Ситтера или анти-де Ситтера, это было впервые предложено Д. Темплом в 1923 году[5]. Подход Д. Темпла подверг критике К. Рейнер в 1955 году[6][7].

Проверка теории Уайтхеда[править | править код]

Теория Уайтхеда для точечной массы в вакууме эквивалентна метрике Шварцшильда[8], поэтому из неё выводятся те же следствия, что и из общей теории относительности (гравитационное красное смещение, отклонение света, смещение перигелия Меркурия, эффект Шапиро), и в течение нескольких десятилетий она рассматривалась в научном сообществе как жизнеспособный конкурент общей теории относительности.

В 1971 году К. Уилл обнаружил[9], что теория Уайтхеда предсказывает явления, касающиеся океанских приливов на Земле (предложенные ему Джимом Пиблсом), которые имеют огромные расхождения с реально наблюдаемыми явлениями (в частности, теория Уайтхеда предсказывает «звёздный прилив», вызванный гравитационным полем Млечного Пути, который должен быть в сотни раз сильнее, чем солнечные и лунные приливы), что опровергает эту теорию[10]. Как уже упоминалось, интерпретация Уилла теории Уайтхеда была раскритикована К. Фаулером, который утверждал, что различные приливные прогнозы могут быть получены с помощью более реалистичной модели галактики[2][11].

В 1989 году была предложена новая интерпретация теории Уайтхеда, которая элиминирует эффект ненаблюдаемого «звездного прилива»[12], но, в свою очередь, предсказывает новый ненаблюдаемый эффект — эффект Нордведта (англ.).

Общий консенсус в настоящее время состоит в том, что теория Уайтхеда в её изначальной форме опровергнута наблюдениями[13].

Примечания[править | править код]

  1. Will, Clifford (1972). «Einstein on the Firing Line». Physics Today 25: 23–29. DOI:10.1063/1.3071044. Bibcode1972PhT....25j..23W.
  2. 1 2 Fowler, Dean (Winter 1974). «Disconfirmation of Whitehead’s Relativity Theory -- A Critical Reply». Process Studies 4 (4): 288–290. DOI:10.5840/process19744432.
  3. Synge, John. Relativity Theory of A. N. Whitehead. — Baltimore : University of Maryland, 1951.
  4. Tanaka, Yutaka (1987). «Einstein and Whitehead-The Comparison between Einstein's and Whitehead's Theories of Relativity». Historia Scientiarum 32.
  5. Temple, G. (1924). «Central Orbit in Relativistic Dynamics Treated by the Hamilton-Jacobi Method». Philosophical Magazine 48: 277–292. DOI:10.1080/14786442408634491.
  6. Rayner, C. (1954). «The Application of the Whitehead Theory of Relativity to Non-static Spherically Symmetrical Systems». Proceedings of the Royal Society of London 222: 509–526. DOI:10.1098/rspa.1954.0092. Bibcode1954RSPSA.222..509R.
  7. Rayner, C. (1955). «The Effects of Rotation in the Central Body on its Planetary Orbits after the Whitehead Theory of Gravitation». Proceedings of the Royal Society of London 232: 135–148. DOI:10.1098/rspa.1955.0206. Bibcode1955RSPSA.232..135R.
  8. A.S. Eddington, A comparison of Whitehead’s and Einstein’s formulas. Nature 113:192(1924)
  9. Will C. M. Relativistic Gravity in the Solar System. II. Anisotropy in the Newtonian Gravitational Constant (англ.) // Astrophysical Journal. — 1971. — Vol. 169. — P. 141. — DOI:10.1086/151125. — Bibcode1971ApJ...169..141W.
  10. Will, Clifford & Gibbons, Gary. «On the Multiple Deaths of Whitehead’s Theory of Gravity», to be submitted to Studies In History And Philosophy Of Modern Physics (2006).
  11. Bain, Jonathan (1998). «Whitehead's Theory of Gravity». Stud. Hist. Phil. Mod. Phys. 29 (4): 547–574.
  12. Hyman, Andrew. «A New Interpretation of Whitehead’s Theory», 104B Il Nuovo Cimento 387 (1989).
  13. Will C. M. The Confrontation between General Relativity and Experiment (англ.) // Living Reviews in Relativity. — 2014. — Vol. 17, no. 4. — DOI:10.12942/lrr-2014-4. — Bibcode2014LRR....17....4W. — arXiv:1403.7377. Архивировано 19 марта 2015 года.

Литература[править | править код]

  • Will, Clifford M. Was Einstein Right?: Putting General Relativity to the Test. — 2nd ed. — Basic Books, 1993. — ISBN 0-465-09086-9.
  • Уилл К. Теория и эксперимент в гравитационной физике / Пер. с англ. — М.: Энергоатомиздат, 1985. — 296 с.