Теория относительности. Что-то здесь не сходится

Рассказать всей Вселенной!

Общая теория относительности Эйнштейна неоднократно подвергалась проверке современными физиками. И каждый раз — успешно. Однако ученые все же задаются вопросом о ее дальнейшей судьбе. Вопрос заключается в том, верна ли она для всех условий и мест Вселенной? Или это — всего лишь частный случай какого-то свода законов физики более высокого уровня? Как, например, законы Ньютона. Которые являются одним из вариантов физических процессов, описанных Эйнштейном.

Теория относительности Эйнштейна

Хорошо известно, что работы Эйнштейна поначалу игнорировались научным миром. Но во второй половине 20-го века общая теория относительности стала очень популярна. И в наши дни общая теория относительности также имеет большую известность. Поскольку ученые неоднократно подтверждали ее весьма экзотические предсказания. Такие, например, как черные дыры. Или вибрации пространства, известные как гравитационные волны.

Однако всякая сказка имеет конец. И в теориях Эйнштейна все не просто так. Да, теория относительности достаточно хорошо описывает свойства наблюдаемой Вселенной. Но есть одна загадочная вещь — некоторые из этих свойств, а именно расширение Вселенной, предполагают наличие в космосе колоссального количества некой невидимой субстанции. Которую ученые называют темной материей. Лишь существование подобной материи может объяснить то, что наблюдают астрономы. Но это — если твердо стоять на постулатах Эйнштейна. И быть непоколебимо уверенным в том, что они — истина в последней инстанции.

А если на секунду представить, что никакой темной материи в космосе вовсе нет? Если это так, то это очевидное свидетельство того, что истинная космическая теория гравитации отличается от теории Эйнштейна. Тогда вся нынешняя концепция космоса должна быть радикально переработана!

Если Вы скажете подобное физику, минимум что он сделает — это посмотрит на Вас сверху вниз. И уйдет по своим делам. Потому что разговаривать с человеком, который ставит под сомнение величие Эйнштейна, он не станет. Не такое у них воспитание. Но почему же все эти физики так уверены в надежности и окончательности общей теории относительности? Ну основания для этого у них, в общем-то, есть.

Загадка Меркурия

Теория относительности помогла когда-то решить одну весьма сложную проблему. А именно — загадку орбиты Меркурия. Самая близкая к Солнцу планета ну никак не хотела летать вокруг светила по траектории, предсказываемой теориями Ньютона. А вот теория Эйнштейна вполне правильно предсказывает фактическую орбиту этой планеты.

Разгадка тайны Меркурия заключалась в представлении гравитации как эффекта геометрии пространства. Или, технически, пространства-времени. Поскольку более ранние работы Эйнштейна показали, что пространство и время неразделимы. В работах Эйнштейна говорилось, что гравитация — это не взаимное притяжение тел. А скорее результат искажения массой окружающего ее пространства-времени. Объекты вращаются друг вокруг друга или падают на другое массивное тело в зависимости от того, насколько сильно искривлено пространство-время вокруг них. Вместо того, чтобы реагировать на какую-то силу притяжения, массы просто следуют контурам геометрии пространства-времени.

Подобное представление гравитации привело к одному очень известному предсказанию. Которое было подтверждено в затмении, случившемся в 1919 году. Эйнштейн указал на то, что искривление пространства-времени вблизи Солнца приведет к искривлению пути света от далеких звезд. И это изменит их видимое положение на небе. Это предсказание даже вдохновило отправку целой экспедиции на западноафриканский остров Принсипи. Она прибыла туда в мае 1919 года. Во главе миссии стоял британский астрофизик Артур Эддингтон. Команда Эддингтона обнаружила, что положения нескольких звезд действительно сместились на величину, предсказанную математикой Эйнштейна.

Нужна новая теория

За прошедшее столетие теория относительности Эйнштейна прошла множество дополнительных испытаний. Таких, например, как обнаружение гравитационных волн. О чем сообщалось уже дважды. Однако теория относительности не может быть проверена при всех возможных условиях. И эксперты давно подозревают, что общая теория относительности при определенных условиях не работает. Например, в сферах с чрезвычайно высокой плотностью массы. В центре черной дыры уравнения теории относительности не имеют никакого смысла. Поскольку они подразумевают, что плотность вещества там бесконечна.

Если общая теория относительности однажды будет сброшена с пьедестала, множество конкурирующих теорий тут же попытаются занять ее место. Большинство из них сводятся к добавлению новой силы в природный репертуар гравитации, электромагнетизма и сильных и слабых ядерных сил. Помимо гравитации, три другие известные силы точно описываются «стандартной моделью». Это набор уравнений, которые подчиняются требованиям квантовой механики. Однако общая теория относительности не учитывает квантовую математику. Поэтому уже давно ведутся серьезные исследования по разработке теории, объединяющей гравитацию и квантовую теорию.

Такая объединяющая теория, по мнению большинства экспертов, повлекла бы за собой модификацию общей теории относительности. Одним из способов модификации теории было бы, например, включение в нее нового энергетического поля, пронизывающего все пространство.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.


Рассказать всей Вселенной!

Комментировать

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: