Владимир Анатольевич Новиков mailto:faradej@land.ru Вопрос разработки метрической теории квантовой гравитации /МТКГ/ приобретает особую остроту в связи с последними открытиями "экзотических" астрономических объектов, в которых именно эффекты сильного гравитационного поля играют важнейшую роль. Исследуя пульсары, компактные рентгеновские источники, квазары, реликтовое излучение, многие научные школы астрофизиков и космологов строят модели явлений, происходящих в этих объектах с использованием тех или иных элементов МТКГ. Как правило, при этом приходится пользоваться предсказаниями теории не только в области слабых гравитационных полей, для которых ОТО можно считать проверенной с хорошей точностью, но и в области сильных полей. Например, некоторые модели компактных рентгеновских источников или квазаров включают в себя чёрные дыры. Здесь можно сказать, что предсказания ОТО, относящиеся к сильным гравитационным полям, - это в известном смысле экстраполяция. Чтобы оценить надёжность такой экстраполяции, полезно видимо познакомится с другими , как говорят, альтернативными моделями гравитационной теории. В 60 - 70 годах был предложен целый ряд таких моделей, не говоря уже о сегодняшнем дне, понадобились даже теории гравитационных теорий, для классификации альтернативных моделей и их следствий. Прежде всего, к такой (теории теорий) относится так называемая система (или систематика) Дикки, которая ставит перед собой задачу проанализировать самые основы гравитационной теории и выбрать критерии жизнеспособности выдвигаемых моделей. Кратко эти критерии можно сформулировать следующим образом: 1). Теория (модель) должна быть полной, т.е. должна объяснять "из первых принципов" результат любого эксперимента, конечно, если явления, затрагиваемые в этом эксперименте, не выходят за рамки применимости модели. 2). Теория должна быть самосогласованной, т.е. любое её предсказание должно быть однозначным. Например, теорию Ньютона в этом смысле самосогласованной назвать нельзя: её предсказание относительно поведения вещества неоднозначно, а зависит от способа рассуждений (гравитационный парадокс). 3). Теория должна быть релятивистской, т.е. в малых областях пространства времени, когда гравитационным взаимодействием можно пренебречь, по сравнению с другими взаимодействиями, должна быть справедлива СТО. 4). Теория должна давать правильный Ньютоновский предел в области слабых гравитационных полей и медленных движений. 5). Теория должна включать в себя так называемый слабый принцип эквивалентности, который мы можем сформулировать так. Мировая линия пробного электрически нейтрального тела зависит только от начальных условий, но не от его внутренней структуры и химического состава. Этот принцип как вы понимаете, не что иное, как принцип универсальности свободного падения. 6). Теория должна содержать принцип универсальности гравитационного смещения частоты: гравитационное смещение частоты или разность темпа хода идеально правильных часов между двумя событиями пространства времени определяется только мировыми линиями источника и приёмника (или часов), но не зависит от их структуры и химического состава. Первые два критерия Дикки носят чисто теоретический характер, а остальные четыре имеют опытное обоснование: --- Критерий 3) основан на экспериментах по проверке СТО; --- Критерий 4) на успехах Ньютоновский теории в объяснении движения небесных тел и в лабораторных экспериментах типа опыта Кавендиша; --- Критерий 5) на экспериментах, доказывающих универсальность свободного падения; --- Критерий 6) проверка частоты фотонов падающих в гравитационном поле. Среди всех теорий, которые имеются на данный момент (имеется в виду свыше ста теорий гравитации, и сценариев развития вселенной), этим шести критериям наиболее отвечают, так называемые метрические теории (кстати, ОТО принадлежит именно к этому подклассу). Здесь, видимо, надо чуть глубже затронуть вопрос о том как описывается геометрия пространства - времени. Более или менее точная формулировка принципа эквивалентности такова: 1). Справедливы слабый принцип эквивалентности и принцип универсальности гравитационного смещения частоты. 2). Результат любого мыслимого негравитационного эксперимента в свободно падающей системе отсчёта не зависит от того, где и когда во Вселенной этот эксперимент производился, и не зависит от скорости системы отсчёта. Одна из главных заслуг Эйнштейна (мы говорим здесь только о круге проблем, связанных с теорией относительности) состоит в том, что он первый (1905 г.) ввел в язык физики топологию Минковского как внутреннее свойство пространствавремени. Мы называем топологией Минковского топологию пространств с сигнатурой ( + + +) в отличие от евклидовой топологии (+ + + +), на которой полностью основана классическая физика. Следуя концептуальному плану развития парадигмы Планкионов Новикова /ПН/ можно показать, что не существует топологически непрерывного перехода от евклидовой топологии к топологии Минковского, а это значит, что не существует плавного перехода от классической физики к релятивистской, (классическая физика, строго говоря, не является предельной для релятивистской при малых скоростях). Эйнштейн, создав теорию относительности в 1905 году, все это представлял совершенно иначе и лишь с помощью Г. Минковского в 1908 году показал возможность геометрического описания СТО и ввел пространство Минковского. Не будем забывать и того, что первые шаги в этом направлении были сделаны еще до 1905 г. (И.Фогт, Д. Фитцджеральд, Г.Лоренц, А.Пуанкаре), однако введение топологии Минковского заслуга именно А.Эйнштейна. При этом необходимо помнить, именно геометрические свойства пространства - времени проявляются в виде гравитации. И оказывается, что для полного описания пространства - времени достаточно знать, как связаны бесконечно малые приращения четырёх координат (трёх пространственных dx dy dz и одной временной dt) c физическим интервалом ds между двумя бесконечно близкими состояниями в пространстве - времени. Если повсюду в пространстве - времени в произвольной системе отсчёта, такая связь задана, то говорят, что задана "метрика " пространства - времени. Например, соотношение ds^2 = (c dt)^2 dx^2 dy^2 dz^2, определяет метрику в пространстве - времени Минковского. Соответственно, для евклидова пространства геометрические свойства будут определяться как dL^2 = dx^2 + dy^2 + dz^2. В случае искривлённого пространства - времени, да ещё в произвольных криволинейных (гауссовых) координатах связь между ds^2 и dx^2, dy^2, dz^2, и dt^2 будет куда более сложная, чем предыдущие соотношения. Но и при этом сохраняется важнейшее свойство такой связи: она останется, как впервые понял Риман, "квадратичной". Это означает, что все усложнения сведутся, во-первых, к появлению некоторых коэффициентов при четырёхмерных координатах (например, вместо слагаемого dx^2 может появиться слагаемое f(x,y,z,t)dx^2) и, во-вторых, к появлению слагаемого типа f*(x,y,z,t)dx dy или F(x,y,z,t)dt dx и.т.д. Задание метрики (и тем самым определение всех геометрических свойств пространства времени) означает, по существу, задание коэффициентов f, F, f*, и.т.д., изменяющихся при переходе от одной точки пространства - времени к другой. Подобные коэффициенты аналогичны понятию потенциалов гравитационного поля. Всего этих потенциалов десять (вместо, кстати, одного единственного в Ньютоновский теории гравитации) и все они определяются распределением и движением материи. В результате проведенного исследования можно попробовать сформулировать некие постулаты, на которых необходимо строить не только МТКГ, но и любые иные метрические теории. 1). Физическое пространство время имеет метрическую субструктуру. 2). Мировые линии пробных тел являются геодезическими континуальной метрики пространства - времени. 3). Эйнштейновский принцип эквивалентности имеет универсальное значение, а локальные негравитационные законы в свободно падающих системах отсчёта сводятся к законам СТО. Здесь можно добавить, что существует гипотеза, высказанная, когда-то Шиффом, согласно которой все критерии жизнеспособности гравитационной теории сводятся к постулатам метрических теорий. Отсюда следует, что любая жизнеспособная квантовая теория ПН должна быть метрической. Анализируя авторскую методику построения аксиоматики метрической квантовой теории ПН, следует помнить, что волна де Бройля является статистической волной, это видно из второго уравнения Дирака и Гейзенберга, где пси-функция отображает неопределённость волнового пакета метрической волны. Здесь мы впервые встречаемся с флуктуациями, метрики пространства, которые образно можно представить, как дрожание на пределе квантования, то есть на фундаментальной длине Планка, определяющей предельное понятия вещество. Если следовать Гильберту и Минковскому, то следует признать, что понятия линейные размеры и метрические размеры являются совершенно различными по своему смысловому содержанию. Следовательно, реальное пространство сохраняет свою линейность или двухмерность, а метрические колебания Планковских квантов могут принимать, как евклидовы так и псевдоевклидовы свойства, при сохранении линейной протяженности. Так как частота таких колебаний весьма велика, то геометрия реального пространства сохраняет свою метрику и плотность энергии. Целый ряд уравнений квантовой математики подтверждают мысль о том, что электромагнитное поле это ничто иное как метрическое состояние Планковского кванта пространства в псевдоевклидовой метрике. При этом изотропная гиперсфера кванта возникает только в момент переворота фазы метрической волны, когда временная и метрическая протяженности равны нулю, что равносильно изотропному вектору Минковского. В заключение можно отметить, что именно из дискретности реального пространства следует дискретность и статистическая вероятность всех физических процессов. Данное обстоятельство объясняет актуализацию поиска новой методологии описания таких процессов. Здесь особую роль может сыграть раздел дискретной (квантовой) математики включающий алгебру кодонов Новикова. Литература 1. В.А. Новиков. Алгебра Кодонов Новикова // ТЕМПОРАЛОГИЯ. - 2004. Т.1, вып.1. - /intellectus/temporalogy/4/.html. 2. В.А. Новиков. Модельная концептуализация Планкионов Новикова // Ibid. - /intellectus/temporalogy/13/.html. 3. Н.И. Боголюбов, Д.В. Ширков. Квантовые поля. М.: Физматлит, 1993. 4. А.А. Абрикосов, Л.П. Горьков, И.Е. Дзялошинский. Методы квантовой теории поля в статистической физике. М.: Наука, 1962. 5. Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. Теория поля. М.: Наука, 1973. 6. Б.А. Дубровин, С.П. Новиков, А.Т. Фоменко. Современная геометрия: Методы и приложения. М.: Наука, 1986. 7. Ч. Мизнер, К. Торн, Дж. Уиллер. Гравитация, т.1-2. - М.: Мир, 1977. 8. Э. Шредингер, Компоненты энергии гравитационного поля // Эйнштейновский сборник. 1980-1981. М.: Наука, 1985. с. 204-210.

Цитата:
Одна из главных заслуг Эйнштейна (мы говорим здесь только о круге проблем, связанных с теорией относительности) состоит в том, что он первый (1 905 г.) ввел в язык физики топологию Минковского как внутреннее свойство пространства-в ремени. Мы называем топологией Минковского топологию пространств с сигнатурой ( + + +) в отличие от евклидовой топологии (+ + + +), на которой полностью основана класс ическая физика.< /fon t>

Следуя концептуальному плану развития парадигмы Планкионов Новикова /ПН/ можно показать, что не существует топологически непрерывного переход а от евклидовой топологии к топологии Минковского, а это значит, что не существует плавн ого перехода от классической физики к релятивистской, (классическая физика, строго гово ря, не является предельной для релятивистской при малых скоростях). Эйнштейн , создав теорию относительности в 1905 году, все это представлял совершенно иначе и ли шь с помощью Г. Минковского в 1908 году показал возможность геометрического опис ания СТО и ввел пространство Минковского. Не будем забывать и того, что первые шаги в э том направлении были сделаны еще до 1905 г. (И.Фогт, Д. Фитцджеральд, Г.Лоренц, А.Пу анкаре), однако введение топологии Минковского заслуга именно А.Эйн штейна.

Не могли бы Вы прокомментировать чуть подробнее Ваше утвер ждение о топологии Минковского и, главное, как она вписывается в "концептуальный план развития парадигмы Пла нкионов Новикова /ПН/". Но только Ваши соображения! Не надо переписыва ть дословно целые абзацы из чужих работ, написанных совершенно по другому поводу и не имеющих (слава Богу!) ни малейшего отношения к "парадигме Планкионов Но

Вы совершенно правы.

Большая часть, того что я написал, действительно взято из других работ.

Ну не буду же я спорить с такими афторитетами как допустим Лаплас, или Пуанкаре, или того же Генриха Минковского который практически создал весь мат апарат теории относительности.

Но что поражает это количество так называемых неклассических теорий, мутным потоком затопивших все средства массовой информации связанные с наукой.Даже здесь, где на мой взгляд пишут достаточно серьёзные люди,висит так называемая теория суперструн.Которая давно показала свою несостоятельность.Поэтому прошу меня простить но я просто не сдержался.

Что касается планкионов Новикова, то простите это название вобщем то не соответствует действительности.

Наименьший квант энергии придумал и вычислил к сожалению не я.а великий физик теоретик Макс Планк.И в последствии появилась в теоретической физике такая величина как h которую в последствии назвали постоянная Планка.

Одним из основных постулатов квантовой физики, является предположение, что если обьект не совершает колебаний(не является осцилятором) тоего нельзя считать квантом. При ращётах эта величина имеет размерность 10 в минус 33 см. и одно колебание такого кванта составляет 10 в минус 43 секунды.Меньше этой размерности просто не может существовать обьектов, которые можно назвать веществом. Постоянная Планка как вы наверно знаете, на данный момент времени входит практически во все уравнения связанные с движением квантовых обьектов.

Но вот что на мой взгляд интересно.Как вы наверно знаете из теории относительности, гравитацией называется искривление пространства времени, и является соответственно геометрическим понятием, тоесть связано с геометрией самого пространства.

На размерности порядка нуклона (около одного ферми),геометрия пространства или кривизна,ещё никак не проявляется в движении или взаимодействии квантовых обьектов и при ращётах практически не учитывается. Но это не так на размерности Планка, где другие виды взаимодействий, сильное, электромагнитное,и слабое уже никак не проявляются. И не учитывать гравитацию тоесть кривизну пространства при таких взаимодействияхуже не возможно в ращётах. Поэтому я взял на себя смелость предположить, что осцилятор Планка как бы это по проще сказать, не является чисто энергетическим квантовымобьектом.А является уже квантовой ячейкой самого пространства. Чтобы такой квант подходил под понятия квантовой физики, он должен быть оцилятором. Поэтому такой квант совершает не энергетические колебания, а геометрические.

К сожалению в современной математике, на мой взгляд пока не существует достаточно приемлемых способов описания таких обьектов, которые совершают геометрические колебания от евклидовой метрики до псевдоевклидовой.Поэтому описание таких обьектов встречает большие трудности, и перед этим пасуют даже такие проверенные и отработанные способы как векторный анализ.

Поэтому видимо некоторые физики теоретики на научных форумахв интернете, такой обьект(в шутку)назвали Планкион Новикова, который по сути является элементарной ячейкой структуры реального пространства.

С уважением Владимир Новиков.

Уважаемые господа.

Прошу меня извинить, но мы не школьные уравнения решаем.

Поясню. Один человек придумал темную материю. Другой человек смог это более менее упорядочить, и возник третий термин - Темная энергия. Математически все получается, как и с фотоном, очень здорово. Но, и очень большое НО, никакой Темной Материи, и абсолютно никакой Темной Энергии, как и самого фотона, до сих пор, ни экспериментально, ни практически, не было обнаружено. Небыло обнаружено абсолютно никакой, ни Темной Энергии, ни Темной Материи, и никакого фотона. Они были выявлены,толькотеоретически.

Теоретически, и только теоретически, есть всего-лишь предположение, гипотеза,о существовании т.н. темной материи и Темной энергии. И никаким иным образом, эти "Темные Вещи" себя не обнаруживают физически. Другими словами, либо данная теория себя не оправдывает,либо она абсолютно не верна, так как никаких "Т.Э."и "Т.М." в природе не существует, ибо на данный момоен они не обнаружены экспериментально.

Математическая модель вселенной, это еще не сама вселенная.

И уж тем более, что ни Темная Материя, ни Темная Энергия, ни Физический Вакуум (очень интерестный термин), в официальную физику не приняты, как таковые,до сих пор,и на данный момент находятся на грани выживания, какгипотиз, даже не теорий.

Поэтому, очень прошу Вас, замечательных Физиков и Астрономов, не руководствоватся этими голыми гипотизами, и не искать с помощью математического моделирования т.н. правду. Необходимо создавать более широкие теории и гипотизы, котрорые могут обьяснить на гораздо более вышем уровне, чем якобы "простые" взаимодействия Темной Материи и Энергии, кот орые никаким образом кроме теоретически, себя не обнаруживают.