Релятивистская теория гравитации

Релятиви́стская тео́рия гравита́ции (РТГ) — теория гравитации, основанная на представлении гравитационного поля как симметричного тензорного физического поля валентности 2 в пространстве Минковского. Разрабатывается академиком РАН А. А. Логуновым с группой сотрудников^[1]. Имеется варианты с нулевой и ненулевой массы гравитона. Теория в целом практически неизвестна и мало цитируется за пределами русскоязычной группы Логунова, а также подверглась существенной критике.

Отличия от общей теории относительности

В ряде работ авторы теории утверждают, что РТГ имеет следующие отличия от общей теории относительности (ОТО)^[2]:

• Гравитация есть не геометрическое поле, а реальное физическое силовое поле, описываемое тензором.

• Гравитационные явления следует рассматривать в рамках плоского пространства Минковского, в котором однозначно выполняются законы сохранения энергии-импульса и момента количества движения. Тогда движение тел в пространстве Минковского эквивалентно движению этих тел в эффективном римановом пространстве.

• В тензорных уравнениях для определения метрики следует учитывать массу гравитона, а также использовать калибровочные условия, связанные с метрикой пространства Минковского. Это не позволяет уничтожить гравитационное поле даже локально выбором какой-то подходящей системы отсчёта.

Как и в ОТО, в РТГ под веществом понимаются все формы материи (включая и электромагнитное поле), за исключением самого гравитационного поля. Однако плотность лагранжиана гравитационного поля $L_{g}$ в ней зависит как от метрического тензора $\gamma ^{ik}$, так и от гравитационного поля $\varphi^{ik}$, чем она и отличается от ОТО, в которой плотность лагранжиана зависит лишь от метрического тензора риманова пространства $g^{ik}$.^[3] Следствия из теории РТГ, по утверждениям создателей, таковы:

• чёрных дыр как физических объектов, предсказываемых в ОТО, не существует — вместо них есть стабильные звезды с экстремальным красным смещением и радиусом чуть больше радиуса Шварцшильда, которые фактически не отличимы от кандидатов в черные дыры (см., однако, коллапсар);
• Вселенная — пространственно плоская, однородная, изотропная, неподвижная; в эффективной метрике Вселенная осциллирует; ускоренное расширение требует квинтэссенцию;
• во Вселенной (если понимать под ней лишь материю Вселенной, но не математические, то есть идеальные и абстрактные, объекты) сингулярностей не существует.

Существуют явления, для которых закономерности, предсказываемые ОТО и РТГ, которые возможно наблюдать или измерять в эксперименте при существующем уровне техники, сходны, и есть такие, для которых они резко различны.^{[4][уточнить]} К сходным можно отнести величины замедления течения времени в слабых гравитационных и акселерационных полях, отклонение луча света вблизи массивного тела и др. К резко различным можно отнести характер гравитационных волн: в ОТО они поперечные квадрупольные, в РТГ они продольные (как предполагают, именно поэтому поиск волн по ОТО и не увенчался сколько-нибудь однозначным успехом; по РТГ же их никто пока и не искал)^{[источник не указан 1103 дня]}.

Критика

C другой стороны, существуют не менее убедительные аргументы противников РТГ, сводящиеся к следующим положениям:

• РТГ есть биметрическая теория, в случае безмассового гравитона эквивалентная так называемой полевой трактовке ОТО как надстройке над ненаблюдаемым пространством Минковского: «В релятивистской теории гравитации… фигурируют в точности те же лагранжианы…, которые приводят к уравнениям гравитационного поля»^[5], «математическое содержание РТГ сводится к математическому содержанию ОТО (в полевой формулировке)» ^[6]. Этот аргумент в таком изложении, правда, не учитывает возможных топологических различий между обычной моделью ОТО (где топология решения не фиксирована, так как уравнения Эйнштейна локальны) и моделью РТГ (где фактически постулируется тривиальная топология пространства-времени Минковского), или же, по крайней мере, маскирует их.
• В случае массивного гравитона в РТГ применяется стандартная аргументация против теории с массивным гравитоном, основанная на линейном приближении: либо какое-то поле обладает отрицательной энергией, что приводит к нестабильности любой системы в такой теории, либо теория не даёт правильного ньютоновского предела при переходе к массе гравитона, равной 0, и, следовательно, бессмысленна (см. Гравитация с массивным гравитоном). В РТГ возникает первый случай — компонента гравитационного поля со спином 0 имеет отрицательную энергию. В защиту РТГ Лоскутов ^[7] показал, что сферическое тело не может излучать таких волн.
• Дополнительные уравнения РТГ в случае безмассового гравитона представляют собой всего лишь координатные условия: «Весь набор уравнений РТГ в терминах метрики искривленного пространства-времени можно свести к уравнениям Эйнштейна плюс гармоническое координатное условие, столь успешно использовавшееся Фоком» ^[6].
• Вышеприведённые следствия из РТГ в случае безмассового гравитона являются лишь следствием неточностей: несуществование чёрных дыр — следствием невозможности покрыть одной координатной картой, эквивалентной пространству-времени Минковского, пространство-время сколлапсировавшего в чёрную дыру объекта (упомянутое различие в топологии решений); космологических предсказаний — следствием принятых координатных условий в сочетании с совершенно произвольным дополнительным допущением о вложенности световых конусов реального пространства в конусы пространства Минковского^[8].

Примечания

1. ↑ Логунов А. А., Мествиришвили М. А. Релятивистская теория гравитации. — М: Наука, 1989.
2. ↑ Логунов А. А., Мествиришвили М. А. Тензор энергии-импульса материи как источник гравитационного поля. — Теоретическая и математическая физика, 1997, Т. 110, Вып. 1, Стр. 5 — 24.
3. ↑ Логунов А. А. Лекции по теории относительности и гравитации. Современный анализ прблемы. М.: Наука, 2005
4. ↑ Логунов А. А. Теория гравитационного поля. - М.: Наука, 2000.
5. ↑ Зельдович Я. Б., Грищук Л. П. Тяготение, общая теория относительности и альтернативные теории. УФН, 1986, Т. 149, № 4, с. 695—707. С. 704.
6. ↑ ^{1 2} Зельдович Я. Б., Грищук Л. П. Общая теория относительности верна! УФН, 1988, Т. 155, № 3, с. 517—527. С. 521, 524.
7. ↑ Лоскутов Ю. М., ТМФ, т.96, 1, с.151-155, 1991.
8. ↑ Л. П. Грищук Общая теория относительности — знакомая и незнакомая // УФН. — 1990. — В. 8. — Т. 160. — С. 147—160. — ISSN 1996-6652.

Теории гравитации
Стандартные теории гравитации	Альтернативные теории гравитации	Квантовые теории гравитации	Единые теории поля
Классическая физика Теория тяготения Ньютона Релятивистская физика Общая теория относительности Математическая формулировка общей теории относительности Гамильтонова формулировка общей теории относительности Принципы Принцип эквивалентности сил гравитации и инерции Принцип Маха Геометродинамика (англ.)	Классические Теория гравитации Лесажа Модифицированная ньютоновская динамика Релятивистские Релятивистская теория гравитации Калибровочная теория гравитации Гравитация с массивным гравитоном Телепараллелизм Теория Нордстрёма Теория Бранса — Дикке Биметрические теории гравитации Несимметричные теории гравитации Теория гравитации Уайтхеда (англ.) Теория Эйнштейна — Картана	Каноническая квантовая гравитация Петлевая квантовая гравитация Полуклассическая гравитация (англ.) Причинная динамическая триангуляция (англ.) Евклидова квантовая гравитация Уравнение Уилера — Девитта (англ.) Индуцированная гравитация (англ.) Некоммутативная геометрия (англ.)	Многомерные Общая теория относительности в многомерном пространстве Теория Калуцы — Клейна Супергравитация Струнные Теория струн Теория суперструн М-теория Прочие Исключительно простая теория всего