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 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. Einstein on the Firing Line (англ.) // Physics Today : magazine. — 1972. — Vol. 25. — P. 23—29. — DOI:10.1063/1.3071044. — Bibcode1972PhT....25j..23W.
  2. 1 2 Fowler, Dean. Disconfirmation of Whitehead’s Relativity Theory -- A Critical Reply (англ.) // Process Studies : journal. — Vol. 4, no. 4. — P. 288—290. — DOI:10.5840/process19744432. Архивировано 8 января 2013 года.
  3. Synge, John. Relativity Theory of A. N. Whitehead. — Baltimore : University of Maryland, 1951.
  4. Tanaka, Yutaka. Einstein and Whitehead-The Comparison between Einstein's and Whitehead's Theories of Relativity (англ.) // Historia Scientiarum (англ.) : journal. — 1987. — Vol. 32.
  5. Temple, G. Central Orbit in Relativistic Dynamics Treated by the Hamilton-Jacobi Method (англ.) // Philosophical Magazine : journal. — 1924. — Vol. 6. — P. 277—292. — DOI:10.1080/14786442408634491.
  6. Rayner, C. The Application of the Whitehead Theory of Relativity to Non-static Spherically Symmetrical Systems (англ.) // Proceedings of the Royal Society of London : journal. — 1954. — Vol. 222. — P. 509—526. — DOI:10.1098/rspa.1954.0092. — Bibcode1954RSPSA.222..509R.
  7. Rayner, C. The Effects of Rotation in the Central Body on its Planetary Orbits after the Whitehead Theory of Gravitation (англ.) // Proceedings of the Royal Society of London : journal. — 1955. — Vol. 232. — P. 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.) // The Astrophysical Journal. — IOP Publishing[убрать шаблон], 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. Whitehead's Theory of Gravity (неопр.) // Stud. Hist. Phil. Mod. Phys.. — 1998. — Т. 29, № 4. — С. 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  (англ.). — 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.