Пермский научный сайт

• Наука в Перми - общие сведения:
  • Вузы и научные учреждения
  • Библиотеки
  • Новости, конкурсы и идеи. Ссылки
  • Электронные научные и технические публикации. Ссылки
• Научно-популярные сайты России и зарубежья. Ссылки
  

  Тематические страницы

1. Шаровая и чёточная молнии
2. Философия
3. Теория относительности
4. Гравитация
5. Теория бесконечной вложенности материи
6. Свойства носителей материи
7. Теория систем
8. Термодинамика

Гравитационное поле является фундаментальным близкодействующим полем и до сих пор хранит немало загадок. Среди них - свойства гравитонов и их происхождение, однополярность массы как источника гравитации (в отличие от двуполярности электрических зарядов, порождающих электромагнитное поле), предельная величина силы тяготения, достигаемой в природе. Последнее важно для решения вопроса о существовании чёрных дыр. Если рассматривать следствия, вытекающие из теории бесконечной вложенности материи и теории гравитации Лесажа , то согласно им чёрные дыры кажутся невозможными.

В стандартной теории притяжение между нуклонами в атомном ядре и целостность самих нуклонов поддерживается ядерными силами и описывается с помощью сильного взаимодействия. В теории бесконечной вложенности материи обычная гравитация, действующая между массивными телами, на уровне элементарных частиц заменяется на сильную гравитацию . При этом сильная гравитация наряду с полем кручения и электромагнитными силами становятся основными компонентами сильного взаимодействия между частицами, что позволяет построить гравитационную модель сильного взаимодействия.

Отметим, что в последнее время появляется всё больше явлений, не объясняемых полностью общей теорией относительности (ОТО). Это приводит к появлению альтернативных теорий гравитации, с разных позиций пытающихся раскрыть феномен притяжения тел. Одной из таких альтернатив является лоренц-инвариантная теория гравитации (ЛИТГ), описывающая гравитацию непосредственно в инерциальных системах отсчёта, но ещё без учёта влияния гравитационного поля на результаты измерений, осуществляемых с помощью электромагнитных волн. С целью полной замены ОТО в 2009 г. в книге "Физические теории и бесконечная вложенность материи" были представлены метрическая теория относительности (МТО) и ковариантная теория гравитации (КТГ). В структуру КТГ входят три типа уравнений: уравнения гравитационного поля, действительные в любых системах отсчёта; уравнения для определения метрики, имеющие тот же вид, что и в ОТО, но с добавкой тензора плотности энергии-импульса гравитационного поля; а также ковариантные уравнения движения для частиц вещества и для квантов поля.

Вид уравнений движения таков, что они являются выражением закона сохранения энергии-импульса вещества, помещённого в электромагнитное и гравитационное поля, либо находящегося под воздействием других сил. Это заметно отличает КТГ от ОТО, в которой нет такого предельного перехода от уравнений в сильном поле в уравнения со слабым полем, чтобы при этом мог выполненяться закон сохранения энергии-импульса подобно специальной теории относительности. Другое отличие заключается в том, что в ОТО сила гравитации является следствием искривления пространства-времени вблизи тяготеющих масс (без объяснения причины такого искривления), тогда как в КТГ гравитационная сила является реальной физической силой, а её происхождение может быть описано в модели гравитации Лесажа. Следствием КТГ являются практически те же эффекты, что имеют место в ОТО, но с небольшими поправками, находящимися на пределе точности осуществляемых в настоящее время гравитационных экспериментов. В слабых полях уравнения гравитационного поля КТГ переходят в уравнения поля ЛИТГ и рассматриваются как максвеллоподобные гравитационные уравнения, приводящие к гравимагнетизму, гравитационной индукции и к необходимости учёта поля кручения.

Чтобы более точно разграничить КТГ и ОТО на уровне основных концепций, недавно была осуществлена аксиоматизация ОТО. В ОТО были выделены две системы аксиом, первая из которых описывает общую относительность как способ преобразования физических величин между двумя системами отсчёта, а вторая система аксиом определяет в ОТО гравитационное поле. Сравнение аксиом ОТО с аксиомами МТО и КТГ показывает, что МТО включает в себя общую относительность ОТО. Что касается аксиом гравитационного поля, то здесь имеется различие, так как в ОТО поле сводится к метрическому полю и степени деформации пространства-времени (принцип геометризации поля), а также к принципу эквивалентности. В противоположность этому в КТГ поле гравитации является чисто физическим полем, подчиняющимся волновому уравнению с вещественным источником. Оказывается также, что уравнение движения вещества в ОТО выводится из общековариантного уравнения движения вещества в КТГ, при этом плотность 4-силы в КТГ находится с помощью оператора производной по собственному времени.

Фундаментальные дальнодействующие поля, к которым относятся гравитационное и электромагнитное поля, связаны с любыми объектами Вселенной и рассматриваются как следствие теории гравитации Лесажа. Сведение сил гравитации и электромагнитных сил к действию потоков гравитонов (частиц со свойствами фотонов и нейтрино) и к потокам мельчайших заряженных частиц позволяет уточнить понятие массы тела как меры его инерции в потоках гравитонов и заряженных частиц (инерциальная масса проявляется через сопротивление любой внешней силе, создающей ускорение). Если в некоторой системе отсчёта указанные потоки компенсируются, то тело либо движется по инерции и имеет инерциальную массу при заданной постоянной скорости, либо неподвижно и имеет массу покоя. Взаимосвязь между энергией фундаментальных полей и соответствующей массой тела (а также с гравитационной массой) описывается в статье "Энергия, импульс, масса и скорость движущегося тела" с учётом проблемы 4/3, согласно которой масса поля, находимая через энергию поля, не равна массе поля, определяемой через импульс поля. В случае слабого поля доказывается, что энергия массивного тела есть не сумма негравитационной и гравитационной энергий тела согласно общей теории относительности, а равна разности этих энергий. Для полной энергии массивного тела и его массы выводится выражение, включающее в себя только энергии фундаментальных полей и энергию сильной гравитации. В следующей статье "Принцип пропорциональности массы и энергии: новая версия" анализируются вклады массы-энергии поля гравитации и тепловой энергии в массу и энтропию тела, сравниваются результаты ОТО и КТГ в отношении массы. Показывается, что при излучении энергии из системы масса системы должна расти, в противоположность стандартной точке зрения. В ковариантной теории гравитации с учётом принципа наименьшего действия обнаруживается, что инвариантная энергия тела увеличивается за счёт вклада гравитационной энергии и уменьшается за счёт вклада электромагнитной энергии (статья Принцип наименьшего действия в ковариантной теории гравитации).

Различные особенности гравитации описываются в приведённых ниже статьях.

1. Статья Эффекты сверхновой SN 1987А, нейтрино и гравитация.
2. Статья Ковариантная теория гравитации.
3. Статьи Лоренц-инвариантная теория гравитации, Lorentz-invariant theory of gravitation.
4. Статья Mass, Momentum and Energy of Gravitational Field. // Journal of Vectorial Relativity, Vol. 3, No. 3, September 2008, P.30-35. О нарушении принципа эквивалентности в отношении массы-энергии гравитационного поля.
5. Статья Electromagnetic and Gravitational Pictures of the World. // Apeiron, Vol. 14, No. 4, P. 385-413, 2007. Описание лоренц-инвариантной теории гравитации (ЛИТГ).
6. Статья Уравнения гравитационного поля в теории относительности.
7. Статья Model of Gravitational Interaction in the Concept of Gravitons. // Journal of Vectorial Relativity, Vol. 4, No. 1, March 2009, P.1-24. Вывод формулы Ньютона для притяжения тел в концепции гравитонов. Определение сечения взаимодействия гравитонов с веществом и плотности потока их энергии.
8. Статьи Гравимагнетизм, Gravitomagnetism.
9. Статьи Гравитационная индукция, Gravitational induction.
10. Статьи Максвеллоподобные гравитационные уравнения, Maxwell-like gravitational equations.
11. Статьи Самосогласованные гравитационные константы, Selfconsistent gravitational constants.
12. Статья Альтернативные теории гравитации.
13. Статья Общая теория относительности (ОТО).
14. Статья Гравитация (теории).
15. Статья Теория гравитации Лесажа.
16. Статья Гравитационное экранирование.
17. Статья Теория относительности и гравитация. Описание связи ЛИТГ и ОТО.
18. Статья Относительность в физике. ЛИТГ и ОТО.
19. Статья Торсионное поле.
20. Статья Поле кручения.
21. Статья О причинах формирования стационарных планетных орбит.
22. Статья Сравнение физических взаимодействий.
23. Статья Взаимодействие фундаментальных полей в атоме водорода.
24. Статья Скорость гравитации.
25. Статья Эквивалентность массы и энергии.
26. Статья Чёрная дыра.
27. Статья Сильная гравитация.
28. Статья Постоянная сильной гравитации, Strong gravitational constant.
29. Статья Гравитационная модель сильного взаимодействия.
30. Статья О концепции силы.
31. Статья Аксиомы метрической теории относительности и ковариантной теории гравитации против аксиом общей теории относительности.
32. Статья О применении принципа суперпозиции для вычисления потенциалов поля.
33. Статья Общая теория относительности, метрическая теория относительности и ковариантная теория гравитации. Аксиоматизация и критический анализ.
34. Статья The General Theory of Relativity, Metric Theory of Relativity and Covariant Theory of Gravitation. Axiomatization and Critical Analysis.
35. Статья Энергия, импульс, масса и скорость движущегося тела.
36. Статья Energy, Momentum, Mass and Velocity of Moving Body.
37. Статья Принцип пропорциональности массы и энергии: новая версия.
38. Статья The Principle of Proportionality of Mass and Energy: New Version.
39. Статья Принцип наименьшего действия в ковариантной теории гравитации.
40. Статья The Principle of Least Action in Covariant Theory of Gravitation.
41. Статья 4-сила.
42. Статья Оператор производной по собственному времени, Operator of proper-time-derivative.
43. Статья Инвариантная энергия.
44. Статья Принцип суммирования энергий.

Другие ссылки на публикации по теории гравитации:

Bahram Mashhoon. Gravitoelectromagnetism: A Brief Review. – arXiv: gr-qc / 0311030, 2003

Караченцев И., Чернин А. Острова в океане тёмной энергии. / В мире науки, 2006, № 11, (космология)

Kopeikin S.M. and Fomalont E.B. Aberration and the Speed of Gravity in the Jovian Deflection Experiment. – arXiv: astro-ph / 0311063, 2003

Логунов А.А. Релятивистская теория гравитации

Will, C. M. The Confrontation between General Relativity and Experiment

Федосин, С. Г. Физические теории и бесконечная вложенность материи

Федосин, С. Г. Физика и философия подобия от преонов до метагалактик, представлена лоренц-инвариантная теория гравитации

Федосин, С. Г. Современные проблемы физики. В поисках новых принципов

Heaviside, Oliver. A GRAVITATIONAL AND ELECTROMAGNETIC ANALOGY