https://subscribe.ru/group/klub-lyubitelej-kosmosa/15120263/

 

Ханнес Альфвен об общей теории относиткльности

 

Картинки по запросу Альфвен  (1908-1995)
Без лабораторного эксперимента
сегодня не могло бы быть физической науки


Ханнес Альфвен — известный шведский физик, специалист по физике плазмы. Лауреат Нобелевской премии по физике в 1970 г. за работы в области теории магнитогидродинамики . В Википедии охарактеризован так: «Творческий и интуитивный интеллектуал XX-го века».

В 1971 году Альфвеном была прочитана Нобелевская лекция «ФИЗИКА ПЛАЗМЫ, КОСМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПРОИСХОЖДЕНИЕ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ».

В лекции Альфвен проанализировал состояние современной ему космологии и сделал по её поводу неутешительные выводы. А поскольку в 1971 году единственной дозволенной  космологией являлась общая теория относительности, то в Нобелевской лекции Альфвена речь шла именно об ОТО. Далее приводятся Выдержки из разделов лекции, относящиеся к космологическим проблемам. В некоторых местах мне пришлось вставить поясняющие замечания, поскольку с момента написания лекции прошло уже почти 50 лет и некоторые ситуации в корне изменились. Замечания будут выделены курсивом.

1. НАУКА И ПРИБОРЫ

Каждое новое открытие смещает интересы и устремления учёных. Правомерно поэтому задать вопрос: какие же новые области для научного исследования открывают эти новые приборы?

2. НАУЧНЫЕ ЦЕЛИ КОСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Первое десятилетие космических исследований (1961-1970) было посвящено главным образом изучению околоземного космического пространства: магнитосферы и околоземного космического пространства. Ранее считалось, что эти области пусты и бесструктурны, но ныне нам известно, что они заполнены плазмой, рассечены оболочкообразными неоднородностями и пронизаны сложной системой электрических и магнитных полей. Полученные в этой области исследований сведения принципиально важны для нашего общего понимания плазмы, в особенности космической плазмы. Следовательно, они косвенно имеют значение для изучения структуры Галактики и Метагалактики и для космологических проблем. Развитие наших знаний о космической электродинамике позволит подойти к этим областям исследования менее спекулятивно, чем до сих пор.

3. ФИЗИКА ПЛАЗМЫ И ЕЁ ПРРИЛОЖЕНИЯ

Рассмотрим вкратце современное состояние физики плазмы. Как вам известно, она развивалась по двум параллельным направлениям. Первое направление – это насчитывающие уже сто лет исследования так называемого электрического разряда в газах. Этот подход был в высшей степени экспериментальным и феноменологическим и лишь очень медленно достиг некоторой степени теоретического обобщения. Большинство физиков-теоретиков смотрит на эту область презрительно, так как она сложна и неудобна. В плазме появляются страты (светящиеся и тёмные области разряда) и двухслойности, электронное распределение в ней немаксвелловское,  в ней присутствуют все виды осцилляций и  нестабильностей. Короче говоря, эта область совершенно не приспособлена для построения математически элегантных теорий.

Другой подход возник на базе хорошо разработанной кинетической теории обычных газов. Предполагалось, что ценой небольшой дополнительной работы эту область удастся расширить, включив в неё также и ионизированные газы. Теории здесь были математически элегантны, и рассмотрение их следствий показало, что возможно получить очень горячую плазму и удержать её магнитным полем. Это явилось отправной точкой термоядерных исследований.

Однако вначале эти теории  имели очень мало точек соприкосновения с экспериментальной физикой плазмы, а все сложные и неясные явления, с которыми сталкивались при изучении газового разряда, ими просто игнорировались. В результате около 10 лет тому назад и произошёл так называемый термоядерный кризис.  Он показал нам, что физика плазмы – очень трудная отрасль физики, которая может развиваться только при тесном сотрудничестве между теорией и экспериментом.

Замечание. Чтобы понять, о каком термоядерном кризисе говорит Альфвен, нужно учесть, что процитированный выше текст был написан в 1970 г.  Следовательно, слова «10 лет тому назад» означают 1960-е годы. Идея использования управляемого термоядерного синтеза для промышленных целей была сформулирована в середине 1950-х годов. Первый токамак для этой цели был построен в 1954 году.  В 1968 г. была достигнута температура плазмы 10 млн градусов. Тогда в прессе была поднята шумиха о грядущем энергетическом изобилии. Шумиха, впрочем, очень скоро затихла. Термоядерные реакторы работали только тысячные доли секунды, после чего плазма ускользала и всё останавливалось. К моменту написания Нобелевской лекции в1970 г. термоядерный синтез стоял на всё той же мёртвой точке. С тех пор прошло ещё почти полвека, сейчас уже 2018 год. А воз и ныне там.

На сегодня в физике плазмы достигнут гораздо меньший прогресс, чем в физике термоядерной. Это в значительной степени поле деятельности теоретиков, которые никогда не видели плазмы в лаборатории. Многие из них до сих пор верят в формулы, которые, как мы знаем из лабораторных опытов, являются неверными. Астрофизический аналог термоядерного кризиса ещё не наступил.

Замечание. Это написано в 1970 году. Сейчас в 2018 году астрофизический аналог термоядерного кризиса УЖЕ  наступил. Об этом свидетельствует растерянность астрофизиков, бросающихся из одной крайности в другую, см. (https://subscribe.ru/group/klub-lyubitelej-kosmosa/15110474/) и (https://subscribe.ru/group/klub-lyubitelej-kosmosa/15116903/).

Я думаю, теперь очевидно, что такой подход к физике космической плазмы потерпел неудачу. Оказывается, в некоторых принципиальных случаях этот подход не дал даже первого приближения к истине, а ввёл в тупики, из которых нам теперь нужно искать выход. Причина состоит в том, что некоторые из основных концепций, на которых базируются теории, неприменимы к условиям, преобладающим в космосе. Они «общеприняты» большинством теоретиков, разработаны при помощи  в высшей степени изощрённых математических методов, но сама плазма «не понимает», сколь прекрасны теории, и решительно отказывается им подчиняться. Теперь уже очевидно, что нужно начинать новый подход с совершенно иных исходных позиций.