Полiт.ua Государственная сеть Государственные люди Войти
8 декабря 2016, четверг, 19:06
Facebook Twitter LiveJournal VK.com RSS

НОВОСТИ

СТАТЬИ

АВТОРЫ

ЛЕКЦИИ

PRO SCIENCE

ТЕАТР

РЕГИОНЫ

01 августа 2012, 09:48

Абсолютна ли теория относительности

Сергей Одинцов. Фото из личного архива ученого
Сергей Одинцов. Фото из личного архива ученого

«Появилась теория, которая лучше описывает мир, чем это делает уравнение Эйнштейна», - говорит доктор физико-математических наук, профессор Каталонского института перспективных исследований Сергей Дмитриевич Одинцов. Он считает, что с учетом недавних открытий альтернативная гравитационная теория F(R) пока что более состоятельна. Индикатором проблем с Общей теорией относительности стали темная энергия и темная материя, которые вносят основной вклад в массу Вселенной. Темная энергия составляет более 70%, а темная материя - около 23-24%. Обычное же, хорошо нам известное вещество - менее 5%. До обнаружения темной энергии и темной материи казалось, что Общая теория относительности – это единственная жизнеспособная теория, а все выпады против нее заканчивались фиаско нападавших. Показателем нового статуса сомнений стало признание в 2011 году Нобелевским комитетом открытия темной энергии.

«Для того чтобы в рамках Общей теории относительности получить темную энергию, мы должны добавить к состоянию вселенной космическую жидкость с очень странными, совершенно непонятными свойствами»,

- рассказывает Одинцов. Космическая жидкость, она же космологическая постоянная, - это дополнительное слагаемое в уравнении Общей теории относительности, которое ввел Эйнштейн в качестве своего рода антигравитационной поправки. Иначе вследствие действия гравитационных сил Вселенную ожидал бы неизбежный коллапс. После открытия закона Хаббла (закон расширения Вселенной) Эйнштейн убрал космологическую постоянную из уравнения, объяснив это тем, что она больше не нужна. Теперь же вновь возникла нужда в ней – или в другой теории, в которой эти эффекты будут учтены изначально.

Темная энергия и темная материя

Несмотря на наличие у этих явлений в названии слова «темная» - это две совершенно разные сущности. «Это только термины, которые обозначают то, что мы открыли, и что чисто теоретически мы знаем, но чего мы не видим», - объясняет Одинцов. «Темная энергия – это некая эссенция, космическая жидкость, изменение гравитационного поля, которая определяет поведение Вселенной в целом. В данный момент Вселенная расширяется с ускорением, и именно за это ускорение отвечает темная энергия. Темная энергия непонятно почему не взаимодействует с обычным веществом, то есть с нами, с Солнечной системой, и это очень странно. Во всех теориях, которые мы имеем, есть взаимодействие. Темная материя, в свою очередь, - это немного другое вещество или новый аспект гравитационного поля. Она взаимодействует с обычной материей, пусть и очень слабо. Темная материя не определяет эволюции вселенной в целом, хотя и дает довольно существенный вклад. Например, отвечает за спиральное вращение Галактик. Может быть, вы видели, что из себя представляют Галактики – это спиральные структуры, которые непрерывно вращаются. Считается, что вращение Галактик обусловлено именно темной материей. И это, кстати, основа для того, чтобы эту темную материю искать». К идее темной энергии шли постепенно. Большая группа ученых поначалу исследовала, как ведут себя сверхновые звезды Ι типа, как они удаляются от нас. Они изучали диаграмму светимости / расстояния - применяли формулы, которые описывают, объект какой светимости на каком расстоянии находится. Была создана классификация таких сверхновых. Из этой выборки можно было вычислить, насколько быстро эти объекты удаляются. Выяснилось, что происходит это все быстрее и быстрее (до этого полагали, что идет обратный процесс). Такие наблюдения и стали краеугольным камнем для того, чтобы предположить существование темной энергии, так как причиной ускоренного удаления объектов могла быть только некая энергия, вещество, либо космологическая постоянная. Если мы узнаем, что из себя представляют темная энергия и темная материя, то сделаем еще один шаг к ответу на вопрос, что такое гравитация. Но и до того можно представить себе интересные перспективы. Например, до сих пор неизвестно, что из себя представляет электромагнитное поле. Мы понимаем, что оно описывается определенными уравнениями, но почему это происходит и почему оно ведет себя таким образом, никто не знает. Однако мы его используем.

Можно предположить, что и гравитационное поле в будущем можно будет каким-то образом использовать.

«Это, конечно, выглядит фантастикой, но, тем не менее, кто знает», - замечает Одинцов.

Какая теория лучше

Альтернативная гравитационная теория F(R) - сейчас основной конкурент ОТО, говорит Одинцов. «Еще в 2003 году мы с моими коллегами предложили модель, которая является последовательной в том смысле, что она не хуже Общей теории относительности соответствует данным, которые мы видели внутри Солнечной системы. С тех пор наш подход продолжает развиваться. Создавались разные наблюдательные группы, которые пытались извлечь разные наблюдательные предсказания. Скажем, у нас есть какой-то комплекс фактов, например, Галактики ведут себя определенным образом. Представим, что мы пытаемся это явление описать теоретически. Тогда мы начинаем смотреть, какая из теорий этот набор фактов предсказывает. Наблюдательные следствия модифицированной теории гравитации делают это не хуже ОТО. Они сейчас являются конкурентами, и, более того, модифицированная теория гравитации может очень хорошо описать темную энергию и даже темную материю без необходимости вводить какую-то дополнительную компоненту в уравнение состояния Вселенной». «В модифицированной теории гравитации в данный момент мы не видим никаких проблем, - продолжает Одинцов. - Дело в том, что Общая теория относительности – это заданная теория. Как говорят физики, у нее есть действие, и мы работаем в рамках этого действия. В альтернативной теории гравитации у нас есть свобода. Это значит, что если наша модель станет чем-то нехороша, мы можем ее подправить, немножко изменить действие так, чтобы не ухудшить те свойства, которые мы уже знаем, но улучшить те свойства, которые становятся проблематичными. Именно так эта модель развивалась за последние 10 лет. Когда я был студентом в университете, меня учили, что единственная жизнеспособная теория – это Общая теория относительности. Другой теории не было - просто потому, что это единственная теория, которая удовлетворяет гравитационным числам Солнечной системы.

А сейчас я могу предложить сотни и тысячи теорий, которые ничем не хуже ОТО и так же прекрасно описывают Солнечную систему.

Ну, естественно, если я могу предложить тысячи теорий, из них я выберу сотни теорий, которые очень хороши по другим параметрам. Число сторонников альтернативной теории гравитации растет. Было множество попыток ее опровергнуть: выходили статьи с названиями вроде "F(R)-теория не жизнеспособна", а через 2 месяца я или кто-нибудь другой уже писали статью, доказывающую, что утверждения эти абсолютно неверны, и что наша теория остается полностью жизнеспособной».

Непостоянная постоянная

В 2011 году в «Вестнике Томского государственного педагогического университета» была опубликована статья Сергея Одинцова под названием «Темная энергия, инфляция и темная материя в модифицированной F(R)-гравитации». Суть заключалась в следующем: альтернативная теория гравитации объединила инфляцию с космическим ускорением. Как объясняет Одинцов, «после Большого взрыва (мы до сих пор точно не знаем, что это такое) была эпоха инфляции, когда Вселенная расширилась мгновенно и приняла почти такой же объем, какой она имеет сейчас. Потом процесс расширения замедлился, произошел выход из этой инфляции. И где-то 5-6 миллиардов лет назад случился какой-то качественный скачок – почему-то опять темная энергия стала играть роль, и Вселенная вдруг снова начала расширяться с ускорением - все быстрее, быстрее и быстрее. Мы все еще живем в эту эпоху. То есть в физике принято выделять в эволюции Вселенной две эпохи ускоренного расширения: раннюю, после Большого Взрыва, и позднюю, которую мы наблюдаем сейчас. Дополнительным плюсом модифицированной теории гравитации оказывается то, что она одновременно может описать безо всяких дополнительных компонентов как раннюю, так и позднюю эпоху ускоренного расширения. В Общей же теории относительности для описания ранней эпохи нужно брать одну компоненту, а для описания поздней – другую. Это также проблема и с космологической постоянной. Почему космологическая постоянная в ранней Вселенной была одна, а в поздней Вселенной (если считать, что ускорение обеспечивается этой космологической постоянной) она изменилась в 10 -120 раз?

Совершенно не ясно, почему константа, которая по определению должна быть постоянной, вдруг стала меняться в процессе эволюции Вселенной.

Или, например, если мы описываем эволюцию Вселенной в рамках скалярно-тензорной теории, или просто с учетом скаляров (скаляр – частица скалярного поля; в отличие от вектора не меняется в зависимости от изменения системы координат), то чтобы описать раннюю Вселенную, мы должны ввести один скаляр - инфлантон, который отвечает за инфляционное расширение, а для поздней нужен уже другой скаляр». Несмотря на то, что у альтернативной теории гравитации есть ряд преимуществ перед Общей теорией относительности, по его мнению, говорить о том, что остальные альтернативные теории больше не нужны, еще рано. Для этого физикам необходимо проверить весь набор наблюдательных данных, которые можно получить о крупномасштабной Вселенной (это Вселенная на расстояниях в десятки миллионов световых лет), а потом сравнить их со следствиями, которые вытекают из имеющихся теорий. «Вселенная эволюционировала 14 миллиардов лет, и то, что мы видим сейчас, – это маленькие кусочки! – комментирует ученый. – Представьте, что вам бабушка подарила зеркало XVI века какой-то странной формы. Вы его уронили, разбили, но у вас в руках остался 1 кусочек. Как теперь собрать это зеркало? Причем, в первоначальную форму? Ведь теперь его можно сложить другим образом. Вот это аналогия с нашей Вселенной». Чтобы объяснить новые данные с помощью ОТО, ее придется «подогнать», чтобы она объясняла все эффекты и явления. «И это одна из часто встречающихся в физике проблем: эффект фантюнинга – подгонки, чего очень не любят сами физики. Модель, для которой есть фантюнинг, обычно считается не очень хорошей. В идеале, следствия должны выходить естественным образом, а не только после специальной подгонки. Если теория верна, то она должна априори описывать определенный круг явлений. Когда же она описывает этот круг явлений, только если параметры точно подобраны (скажем, очень маленькие или очень большие), это указывает на внутренние проблемы теории. Обычно что-то в такой теории неверно, или она является очень приближенной.

«Какая из моделей победит, мы узнаем, дай Бог, лет через 10. И то - не факт. Для этого нужно придумать тест, какое-то наблюдательное следствие, которым обладает только одна теория из всех. Но это очень трудно», - отмечает Одинцов.

Материал подготовила Екатерина Синельщикова.

Post Scriptum

Настоящая публикация вызвала недоумение у ряда физиков, вес и квалификация которых не вызывает у нас ни малейшего сомнения. Мы публикуем краткую реплику по поводу настоящего текста доктора физ.-мат.наук, зав. сектором Петербургского института ядерной физики РАН Дмитрия Дьяконова.

Cергей Одинцов – квалифицированный профессионал, и непонятно, почему он написал популярную заметку так двусмысленно и непрофессионально (уточним, что материал подготовлен нашим автором по материалам интервью с Сергеем Одинцовым, однако был авторизован последним - "Полит.ру"). Если это сделано, чтобы популяризировать свою работу, то способ, прямо скажем, неудачный. Существо дела искажено кое-где почти до неузнаваемости.

1. Сергей Одинцов несколько лет занимается неким обобщением стандартного варианта общей теории относительности (ОТО), так называемой «f(R)-гравитацией», где R – кривизна нашего пространства-времени, f – какая-то функция. В стандартной варианте теории Эйнштейна – Гильберта (1915) берётся, не без основания, линейная функция, т.е. f(R) = R, но можно задаться и таким, в частности, вопросом: а что если на самом деле природой управляет какая-то более сложная функция от кривизны?

2. К сожалению, в статье умалчивается самое главное - что на самом деле в основе этой модификации лежит всё та же старая, хорошо апробированная идея Эйнштейна : в нашем мире наблюдаемые явления не зависят от того, какую мы выберем систему координат для их описания, и какими мы будем пользоваться часами. Отсюда, кстати, и происходит термин «общая теория относительности». Именно эта идея является замечательным достижением Эйнштейна и главным смысловым содержанием ОТО – на профессиональном жаргоне она называется «общей ковариантностью». А какая за этим общим принципом стоит функция от кривизны – дело уже второстепенное. Вместо того, чтобы объяснить это читателю, сообщается, что «f(R)-гравитация – основной конкурент ОТО».

Да она вообще не конкурент – это всё та же ОТО, по-английски General Relativity. «f(R)-гравитация» – это всё равно по-прежнему ОТО, проста одна из её ветвей. Если она и конкурент чему-то, то так называемой «стандартной космологической модели». Звучит не так звонко как общая теория относительности, но что делать. Нельзя же только ради более звонкого звучания вводить читателя в заблуждение.

Конкурентов «стандартной космологической модели» сейчас много, и априорно они имеют право на существование, Одни модели более мотивированы, другие менее. Надо проверять соответствие этих моделей наблюдательным данным и их внутреннюю согласованность. Одна из многих моделей – та, которой занимается автор, кстати, полностью профессионально.

3. По поводу простой вещи – «космологического члена» – написано что-то странное. Ну, хорошо, с чьей-то лёгкой руки (очень лёгкой!) соответствующие явления в космологии стали называть «тёмной энергией». Ничего не поясняющий термин стал в популярной литературе уже привычным – ладно. Но зачем это же самое ещё называть «космической жидкостью с очень странными, совершенно непонятными свойствами»?! Во-первых, свойства понятны, а во-вторых, ни о какой жидкости тут речи быть не может.

4. Статья написана небрежно и неточно – надо очень хорошо знать предмет, чтобы понять, что же автор имеет в виду. Но некоторые пассажи даже специалиста вводят в ступор. Например, доверчивому читателю сообщается, что «до сих пор неизвестно, что из себя представляет электромагнитное поле». Мы-то вычисляем с электромагнитным полем тысячи разных величин и наблюдаем совпадение с экспериментом на уровне одной десятимиллиардной, а, оказывается, нам всё ещё неизвестно, с чем это мы работаем! Не уверен, есть ли на свете хоть что-нибудь, что мы понимаем столь же надёжно, как электромагнитное поле.

Любой учёный, популяризирующий свою работу, сталкивается с трудностью: как описать сущее достаточно понятно и в то же время не погрешить против правды. Великого Нильса Бора как-то спросили: что дополнительно понятию «Истина»? Подумав, Бор ответил: «Ясность».

В этой статье Сергей Одинцов сделал такой крен в сторону «ясности», что истина почти уже не прослеживается. Да и ясности, признаться, немного.

Обсудите в соцсетях

Система Orphus

Главные новости

18:58 В Новосибирске из-за снега введен режим ЧС
18:48 Путин пообещал обсудить с Собяниным вырубку парка «Кусково»
18:45 СМИ сообщили об отказе Исинбаевой бороться за пост главы ВФЛА
18:21 Биржевой курс евро упал до полуторагодового минимума
18:19 Путин наградил Доктора Лизу госпремией
17:49 Путин поручил пересмотреть закон об «иностранных агентах»
17:44 В кабмине отказались поддержать «людоедское решение» по абортам
17:23 Правительство отказалось обязывать нефтяников сокращать добычу
17:10 Один из «крымских диверсантов» пожаловался в СКР на пытки
17:02 Директора спортшколы поместили под домашний арест после гибели детей в ХМАО
17:00 СМИ сообщили о задержании сотрудников антикоррупционного управления МВД
16:37 Путин посмертно наградил погибших в Сирии медсестер и военного советника
16:16 Посол Евросоюза констатировал прохождение «дна» в отношениях с Россией
16:08 В Кремле о приезде в Москву экс-советника Трампа узнали из СМИ
15:50 СМИ узнали о решении боевиков «Джебхат ан-Нусра» покинуть Алеппо
15:45 Медведев утвердил стратегию борьбы с контрафактом в РФ до 2025 года
15:31 Предложено противоядие от угарного газа
15:22 Источник рассказал об обысках ФСБ в ГУЭБиПК МВД России
15:09 В Думе объяснили переброску чеченского спецназа в Сирию
14:51 «Газпром» подписал контракт по прокладке первой ветки «Турецкого потока»
14:40 Древесные кольца подтвердили слова летописцев
14:33 Впервые за два года в РФ выросли продажи автомобилей
14:19 МВД предложило составить списки «опасных» футбольных фанатов
14:03 Кировский губернатор вступился за Навального
13:54 В управделами президента ответили на жалобы депутаток Госдумы
13:32 Ростуризм разработает программу льготных туров для пенсионеров
13:29 Астрономы опровергли «клочковатость» темной материи
13:17 Обвинение попросило для генерала Сугробова 22 года колонии
13:13 Памфилова подтвердила дату президентских выборов в 2018 году
13:04 Дефицит бюджета России снизился до 2,16% ВВП
13:01 В Думу внесен законопроект о штрафах за нарушение порядка на соревнованиях
12:44 Минобороны опровергло сообщения о вине пилота в крушении Су-33
12:30 ЕС и Европарламент утвердили план введения безвизового режима для Украины
12:26 Представители Минкульта подали в суд на Зураба Церетели за долги
12:16 СК заочно предъявил украинцам обвинение в похищении военнослужащих РФ
12:01 Россияне впервые за несколько лет не стали экономить на праздновании Нового года
11:58 Правительство решило обязать казачьих атаманов отчитываться о доходах
11:56 «Заблудившиеся электроны» помогут в создании квантовых компьютеров
11:31 Прокурор попросил пять лет лишения свободы для Варвары Карауловой
11:29 Крым вернул Украине больше тысячи тонн продуктов
11:09 Экстремизм среди российских студентов выявят анкетированием
10:47 В Москву прибыл советник Трампа
10:36 Экс-директор ФИФА по развитию признался в коррупции
10:30 В Москве расширят тротуары на основании данных соцсетей
10:24 СМИ сообщили об отправке чеченских батальонов в Сирию
10:05 Российские ритейлеры разработали схему интернет-продажи алкоголя
10:03 СМИ сообщили об отказе Думы запрещать чиновникам иметь недвижимость за рубежом
09:51 В Польше завели дело о «сотрудничестве» контрразведки с ФСБ
09:41 Сборная России завоевала золото ЧМ по плаванию в эстафете
09:26 Трамп встретился с Леонардо Ди Каприо
Apple Boeing Facebook Google NATO PRO SCIENCE видео ProScience Театр Pussy Riot Twitter аварии на железной дороге авиакатастрофа Австралия автопром Азербайджан Александр Лукашенко Алексей Навальный алкоголь амнистия Анатолий Сердюков Ангела Меркель Антимайдан Армения армия Арсений Яценюк археология астрономия атомная энергия Афганистан Аэрофлот банковский сектор Барак Обама Башар Асад беженцы Белоруссия беспорядки бизнес биология ближневосточный конфликт болельщики «болотное дело» Борис Немцов Бразилия Великая Отечественная война Великобритания Венесуэла Верховная Рада взрыв взятка видеозаписи публичных лекций «Полит.ру» видео «Полит.ру» визовый режим Виктор Янукович «ВКонтакте» ВКС Владимир Жириновский Владимир Путин ВМФ военная авиация Вторая мировая война вузы выборы выборы губернаторов выборы мэра Москвы газовая промышленность «Газпром» генетика Генпрокуратура Германия ГИБДД гомосексуализм госбюджет Госдеп Госдума гражданская авиация Греция Гринпис Грузия гуманитарная помощь гуманитарные и социальные науки Дагестан Дальний Восток День Победы дети Дмитрий Медведев Дмитрий Песков Дмитрий Рогозин доллар Домодедово Донецк драка ДТП Евгения Васильева евро Евромайдан Евросоюз Египет ЕГЭ «Единая Россия» Екатеринбург естественные и точные науки ЖКХ журналисты закон об «иностранных агентах» законотворчество здравоохранение в России землетрясение «Зенит» Израиль Индия Индонезия инновации Интервью ученых интернет инфляция Ирак Ирак после войны Иран Иркутская область ислам «Исламское государство» Испания история История человечества Италия Йемен Казань Казахстан Канада Киев кино Китай Климат Земли, атмосферные явления КНДР Книга. Знание кораблекрушение коррупция космос КПРФ кража Краснодарский край кредиты Кремль крушение вертолета Крым крымский кризис культура Латвия ЛГБТ ЛДПР лесные пожары Ливия Литва литература Луганск Малайзия МВД МВФ медиа медицина междисциплинарные исследования Мексика Мемория метро мигранты МИД России Минздрав Минкульт Минобороны Минобрнауки Минфин Минэкономразвития Минюст мировой экономический кризис «Мистраль» Михаил Саакашвили Михаил Ходорковский МКС Молдавия Мосгорсуд Москва Московская область мошенничество музыка МЧС наводнение налоги нанотехнологии наркотики НАСА наука Наука в современной России «Нафтогаз Украины» некролог Нерусский бунт нефть Нигерия Нидерланды Нобелевская премия Новосибирск Новые технологии, инновации Нью-Йорк «Оборонсервис» образование ОБСЕ общественный транспорт общество ограбление Одесса Олимпийские игры ООН оппозиция опросы оружие отставки-назначения Пакистан Палестинская автономия пенсионная реформа Пентагон Петр Порошенко погранвойска пожар полиция Польша правительство Право «Правый сектор» преступления полицейских преступность происшествия публичные лекции Рамзан Кадыров РАН Революция в Киргизии рейтинги религия Реформа армии РЖД Роскомнадзор Роскосмос Роспотребнадзор Россельхознадзор Российская академия наук Россия Ростовская область РПЦ рубль русские националисты Санкт-Петербург санкции Саудовская Аравия Сбербанк связь связь и телекоммуникации Севастополь сельское хозяйство сепаратизм Сергей Лавров Сергей Собянин Сергей Шойгу Сирия Сколково Славянск Следственный комитет следствие Совет Федерации социальные сети Социология в России Сочи Сочи 2014 «Спартак» «Справедливая Россия» спутники СССР стихийные бедствия Стихотворения на случай стрельба суды суицид США Таиланд Татарстан театр телевидение теракт терроризм технологии транспорт туризм Турция тюрьмы и колонии убийство Украина Федеральная миграционная служба физика Финляндия ФИФА фондовая биржа Фоторепортаж Франсуа Олланд Франция ФСБ ФСИН ФСКН футбол Хабаровский край хакеры Харьков химическое оружие хоккей Центробанк Цикл бесед "Взрослые люди" Челябинская область Чечня шахты Швейцария Швеция школа шпионаж Эбола Эдвард Сноуден экология экономика экономический кризис экстремизм Южная Корея ЮКОС Юлия Тимошенко ядерное оружие Япония

Редакция

Электронная почта: politru.edit1@gmail.com
Адрес: 129343, Москва, проезд Серебрякова, д.2, корп.1, 9 этаж.
Телефоны: +7 495 980 1893, +7 495 980 1894.
Стоимость услуг Полит.ру
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003г. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2014.