http://subscribe.ru/group/klub-lyubitelej-kosmosa/12148381/

 

Два «роковых» совпадения и теория относительности

Релятивистская теория гравитации (РТГ) А.А. Логунова стала известна научной общественности в 1988г. после её опубликования в Международном Ежегоднике «Наука и человечество». В работе были изложены основные трудности общей теории относительности (ОТО) и предложены пути их преодоления. Широкому же кругу читателей, интересующихся новостями науки, РТГ стала известна двумя годами раньше.  В 1986г. в журнале «Техника – молодежи» была размещена статья Логунова «О пространстве-времени и гравитации».  В 1987 году эта статья была перепечатана в журнале «Наука и жизнь», членом редколлегии которой был академик В.Л. Гинзбург. Гинзбург немедленно откликнулся на эту статью своей статьёй «Общая теория относительности. Последовательна ли она? Отвечает ли она физической реальности?». Он сформулировал требования к фундаментальным физическим теориям, одно из которых такое: теория должна быть адекватна физической реальности. Это означает, что теория должна согласовываться с опытами и наблюдениями.

С момента опубликования статей Логунова и Гинзбурга прошло почти 30 лет. За это время накопилось много новых астрономических наблюдений, позволяющих сделать выводы относительно истинности обеих теорий – ОТО и РТГ.

В слабых гравитационных полях обе теории (ОТО и РТГ) должны давать почти одинаковые результаты. В сильных гравитационных полях у теорий расхождения. У Эйнштейна возможны сингулярности с бесконечной плотностью материи в точке и чёрные дыры, а у Логунова сингулярности и чёрные дыры невозможны.

В 1929 году Хаббл  сформулировал эмпирический закон зависимости расстояния до галактики от её красного смещения 

 (r – расстояние, c – скорость света, H – постоянная Хаббла, z – красное смещение).

Из закона Хаббла был сделан вывод, что красное смещение свидетельствует об удалении галактик. Из этого с неизбежностью следовал вывод о Большом взрыве, последствием которого является расширение пространства Вселенной.

Заметим, что в теории Логунова большой взрыв невозможен (нет сингулярности). Но за исключением сингулярности и чёрных дыр прогнозы обеих теорий сходны: и в ОТО и в РТГ решение уравнений приводит к расширяющемуся пространству. В обеих теориях закон Хаббла истолковывается как расширение пространства.

К сегодняшнему дню уже известно, что в астрофизике, построенной  на  представлении о расширении пространства,  возникает масса противоречий.  Главное из них – невыполнение закона Хаббла. Приведём несколько наблюдений, подтверждающих сказанное.  На рис.2. приведены фотографии, взятые из «Атласа пекулярных галактик»  Арпа (http://ned.ipac.caltech.edu/level5/Arp/Arp_contents.html).

 

Рис. 2

 

а) Спиральная Галактика NGC7603 (z=0.029),  связанная с Object1 (z=0.059) светящимся мостом. Из этого следует, что обе галактики физически близки и, следовательно,  находятся от нас на одинаковом расстоянии (по космическим меркам). Если же судить по их красным смещениям, то Object1 должен находиться на 436 миллионов световых лет дальше галактики NGC7603.
b) Двойной радиоисточник. Два объекта радиоисточника связаны линиями одинаковой поверхностной яркости (изофоты). Наличие связи означает, что оба объекта также находятся от нас на одинаковом расстоянии. Но, судя по красным смещениям z=0.25  и  z=0.75 расстояние между ними должно составлять миллиарды световых лет.
с)  
Квазар расположен на фоне галактики. Снимок сделан с Земли. Это значит, что квазар ближе к Земле, чем галактика.   Но судя по красному смещению  (zгал  = 0.0225,  zкв = 2.11),  квазар в сто раз дальше от нас, чем галактика.

В приведенных примерах закон Хаббла не выполняется. Это значит, что красное смещение галактик невозможно объяснить расширением пространства Вселенной.

Известен афоризм Эйнштейна: «Никаким количеством экспериментов нельзя доказать теорию; но достаточно одного эксперимента, чтобы ее опровергнуть».  Как видим, экспериментов (наблюдений),  опровергающих теорию расширения Вселенной гораздо больше одного. В каталоге  Х. Арпа таких наблюдений порядка двухсот. Если следовать требованиям В.Л. Гинзбурга к фундаментальным физическим теориям, то приходится признать, что в масштабах всей Вселенной теория Эйнштейна не отвечает физической реальности.

Очевидно, что в  ОТО (и в РТГ тоже) есть какая-то ошибка. Вопрос только в том, какая именно ошибка и на каком этапе развития астрофизических представлений она возникла. Здесь мы сталкиваемся с очень трудным случаем, когда выясняется, что в появившейся ошибке персонально никто не виноват и даже затруднительно назвать точный момент возникновения ошибки.

Анализ процесса, приведшего к появлению в физике никем не замечаемой ошибки, дан в статье Н.К. Носкова  «Явление запаздывания потенциала» (http://n-t.ru/tp/ng/yzp.htm ). Если совсем кратко изложить суть статьи, то сложившаяся на сегодняшний день ситуация есть следствие полосы мелких ошибок и отсутствия взаимопонимания в среде физиков. А также двух случайных «роковых» совпадений.

Процесс накопления ошибок, приведший к сегодняшней ситуации в астрофизике, длился почти столетие    с 1835 по 1929 год. О «роковых» совпадениях будет сказано ниже.  Сначала более детально, по датам накопления ошибок.

Постепенное накопление ошибок

1835 г.  Гаусс на основании закона Кулона выводит закон динамики электромагнитного взаимодействия частица – частица, зависящий от относительной скорости взаимодействующих частиц. Главная идея – взаимодействие передаётся через среду с конечной скоростью. Гаусс умер, не успев опубликовать своего открытия. Но он успел послать письмо в Лейпциг своему младшему коллеге и другу Веберу. Закон Гаусса был результатом моделирования процесса взаимодействия, рассуждения просты и логичны, а выводы повторимы и проверяемы. Но в уравнении была допущена неточность: не учтено, что движение возможно с ускорением.

1867 г.  Вебер заметил неточность. Ему пришлось повторить весь вывод. Но теперь уже Вебер вывел свой закон, исходя из закона Ампера для взаимодействия двух проводников. Он опубликовал свой результат как голый математический формализм, не объясняя причинных его обоснований. В результате этого закон гаусса-Вебера современниками не был понят.

1881 г.   Томсон аномальные отклонения от закона классической механики при движении электронов в поперечном магнитном поле ошибочно приписал не законам электродинамики (которые он не знал), а росту массы электрона с увеличением скорости.

1885 г.    Гельмгольц неправильно понял работу Вебера, усмотрев в ней пропаганду дальнодействия (мгновенное распространение электромагнитных волн с бесконечной скоростью) в то время, когда там главной идеей было распространение э-м волн с конечной скоростью. Он выступил с резкой критикой теории, что надолго задержало распространение правильной физической идеи.

1892 г.   Лоренц при выводе закона электродинамики частица-поле  потерял член (v/c)2 , т.е. потерял запаздывающий потенциал, уменьшающий силу взаимодействия сообразно отношению (v/c)2.

1903 г.   Кауфман повторил опыты Томсона. Не вникая в физическую сущность результатов, он подтвердил правильность эмпирической зависимости массы электрона от скорости, полученной Томсоном.

1904 г.  Лоренц в статье «Электромагнитные явления в системе, движущейся с любой скоростью, меньшей скорости света» приводит все результаты экспериментов Кауфмана и показывает хорошее их согласие с гипотезой об увеличении массы электрона при применении множителя, носящего его имя. В этой статье он окончательно сформировал идею общего принципа относительности, отрицающего существование среды, передающей взаимодействие между телами.

2005 г.  Эйнштейн при создании специальной теории относительности (СТО) общий принцип относительности Лоренца принял как бесспорно установленный факт. Таким образом, Эйнштейн в своей работе не совершал процедуры введения общего принципа относительности, как это принято считать. Он только в явном виде задекларировал пустое пространство (что молчаливо подразумевалось в принципе Лоренца).  А поскольку последствия введения общего принципа относительности для классической  физики оказались ужасными,  работа Эйнштейна сразу попала в центр внимания. По сути же Эйнштейн сам стал жертвой полосы мелких ошибок и отсутствия взаимопонимания физиков, растянувшейся на 70 лет от Гаусса (1835 г.) до Лоренца (1904 г.).

При создании ОТО,  кроме показанного выше постепенного накопления ошибок, большую роль для формирования ошибок ОТО сыграли два случайных совпадения.

1-е совпадение.  В экспериментах Томсона - Кауфмана произошло удивительное, «роковое» для теории относительности совпадение: закон предполагаемого изменения массы электрона приблизительно совпал с множителем Лоренца

,

который тот применил как гипотезу сокращения продольных линейных размеров для объяснения «нулевых» экспериментов Майкельсона – Морли. Совпадение было не точным. Сам Лоренц отмечал, что при v > 0,85 с  расхождение множителя Лоренца с множителем запаздывающего потенциала становится тем больше, чем больше  v. При приближении скорости  к скорости света, множитель Лоренца стремится к бесконечности, а запаздывающий потенциал принимает конечное значение.

2-е совпадение. Эйнштейн разрабатывал ОТО, имея в виду  стационарную Вселенную. Он опубликовал свою работу в 1916 году. В 1922 г. А. Фридман установил, что из решения уравнений ОТО следует нестационарность  Вселенной. Чтобы вернуть Вселенной стационарность, Эйнштейн ввёл в свои уравнения постоянное слагаемое (так называемую «космологическую постоянную»). В 1929 г. Хаббл опубликовал установленный им эмпирический закон линейной зависимости красного смещения z от расстояния r до галактики. Этот закон можно было трактовать, как следствие удаления галактик. Сопоставив этот результат с нестационарными решениями Фридмана, Эйнштейн отказался от космологической постоянной и признал расширение Вселенной.  Логическим следствием этого было принятие гипотезы Большого взрыва, из которой при наблюдениях за далёким космосом последовала масса выводов, не отвечающих физической реальности.

Если бы красное смещение вызывалось расширением Вселенной, то для двух рядом расположенных галактик красное смещение всегда было бы одинаковым. Но примеры на рис.2  показывают, что это не всегда так. Значит, причиной красного смещения является не расширение Вселенной. Возникает вопрос – почему же это не было замечено сразу?  Ответ – потому, что заметить это не позволяли слабые наблюдательные возможности астрономии. Хаббл нашёл свой закон по тридцати ближайшим галактикам. Ещё пару десятилетий после этого астрономам приходилось довольствоваться сведениями только о близких галактиках. За это время представление о том, что красное смещение есть следствие расширения Вселенной, прочно закрепилось в сознании учёных.

Альтернативное объяснение красному смещению галактик было найдено лишь в конце ХХ века.  Оно теоретически обосновано и подтверждено результатами наблюдений на максимальных расстояниях, доступных для наблюдений в конце двадцатого века.  Красное смещение галактик вызывается сочетанием двух факторов:  аккреции межгалактического газа на ядро галактики и фоном ночного неба (http://www.red-shift.info/, гл. 1,2). Популярное изложение этой альтернативной идеи можно посмотреть здесь  (http://www.red-shift.info/_private/t5_56.htm ).  

Вот теперь можно объяснить, в чём состояло второе «роковое» совпадение.  Дело в том, что аккреционно-фоновый механизм для близких галактик даёт линейную зависимость красного смещения z от расстояния до галактики r (для далёких галактик это не так). Вот эта-то линейная зависимость для близких галактик и была найдена Хабблом. Но она была неправильно истолкована как расширение пространства Вселенной.

Сейчас астрофизика находится в кризисе (если не сказать в тупике). Выход из тупика наметится только после того, как научным сообществом будут в полной мере осознанны эти два «роковых» совпадения, сыгравших злую шуту над учёными.