blackholerus15

т.5 No 2	15
О реальности черных дыр

Но, как известно, природа не реагирует на любые сентенции, высказываемые тем или иным ученым, вознамерившимся установить свой диктат над ее законами. Поэтому в достижении своей цели не природе пришлось подстраиваться под Эйнштейна, а Эйнштейну грубо нарушать законы природы, установленные и многократно проверенные до него многими поколениями ученых. И это обнаружилось сразу же. "С физической точки зрения наибольший интерес представляют законы сохранения в виде обычной расходимости (дивергенции). Они всегда имеют место, если теория инвариантна относительно непрерывной, т.е. лиевой группы преобразований. Уравнения ОТО инвариантны относительно бесконечного множества таких однопараметрических групп. Беда в том, что для вполне общих гравитационных полей ни одна из этих групп сама по себе не имеет естественного смысла в противоположность тому, что мы имеем в Лоренц-инвариантных теориях, где группа симметрии геометрически выделяется как группа движений в пространстве-времени" [39, с. 332].

В результате "в частной теории относительности плотность энергии и импульса вместе с напряжением образует тензорное поле второго ранга T . Расходимость этого поля обращается в ноль:

если учитываются все нужные виды энергии. Полная энергия и полный импульс могут быть определены с помощью этого тензора путем интегрирования по всему трехмерному пространству. Аналогично тензорное поле третьего ранга, антисимметричное по двум индексам, определяет в частной теории относительности (т.о.) момент импульса. Только в общей теории относительности, т.е. в классической теории тяготения (? - авт.), сформулированной Эйнштейном в 1916 г., возникают серьезные трудности в связи с понятием об энергии. Корни этих трудностей - в принципе эквивалентности, который приводит к геометризации гравитационного поля. Пространство - время в теории Эйнштейна искривлено и в общем случае лишено какой бы то ни было симметрии. С другой стороны, как известно, в частной т.о. энергия и импульс связаны с однородностью плоского пространства" [39, с. 309].

Не вдаваясь в утверждения автора по поводу специальной теории относительности, следует отметить, что корень проблемы, связанный с принципом эквивалентности, подмечен А. Траутманом правильно. Хотя, как мы показали ранее, он обусловлен не только искривлением пространства-времени, но и реальной неэквивалентностью инерциальных и неинерциальных систем отсчета, аналогично тому, как неэквивалентны в общем случае ускоренные и свободно падающие в гравитационном поле системы отсчёта. Именно искусственность введенных аналогий, внешне справедливых для очень узкого круга задач, с одновременным необоснованным расширением применимости на всевозможные системы отсчета, и предопределило проблемы ОТО.

Однако даже поняв это, Эйнштейн не попытался скоординировать свои желания с объективной реальностью, а пошел по пути своевольной трансформации законов сохранения. "При наличии гравитационного поля или, иначе говоря, в искривленном пространстве - времени не верен простой закон (61) для плотности тензора энергии - импульса. Обычную производную нужно заменить ковариантной, и дифференциальный закон получается в виде

Можно считать, что дополнительное слагаемое в (62) появляется из-за того, что при наличии гравитации энергия и импульс материи в отдельности не сохраняются" [39, с. 313- 314]. При этом опять-таки, утверждая подобное, Эйнштейн даже не ассоциировал это с тем, что по его же утверждениям, вводимые им закономерности должны при слабых полях согласовываться с классической теорией - и не приблизительно, а строго.

Но как мы теперь понимаем, отказ от законов сохранения был для Эйнштейна неминуем, он был обречён на этот путь, поскольку и в классической физике переход в неинерциальные системы отсчета предопределяет нарушение законов сохранения. Но в классической физике, зная это, как раз потому и привязываются к инерциальным системам отсчета. Ведь при указанном переходе нарушаются не только законы сохранения, но и все без исключения законы природы, в том числе и законы механики, определяющие траектории тел. Эйнштейн же, перейдя в неинерциальные системы отсчета и вынужденно согласившись с нарушением законов сохранения, не изменил главное - законы взаимодействия тел, и тем самым придал своей теории вид абстрактно-нефизического геометрического построения, сведя сохранение физических величин к геометрической инвариантности координатных преобразований. "Общая же инвариантность теории Эйнштейна дает собственно не настоящие законы сохранения, а четыре дифференциальных тождества. Тем не менее полная группа координатных преобразований

содержит бесконечное множество однопараметрических подгрупп, порождаемых всеми возможными векторными полями (x). Гравитационный интеграл действия инвариантен относительно всех этих однопараметрических групп координатных преобразований и это дет бесконечное множество слабых законов сохранения. Более того, из общей инвариантности следует, что эти законы сохранения можно так видоизменить, чтобы они оправдывались независимо от того, удовлетворяются или не удовлетворяются уравнения поля (силовые законы сохранения)" [39, с. 316]. При этом "гравитационный псевдотензор", введенный Эйнштейном в 1916 г., … всегда можно обратить в ноль в какой-либо точке, выбрав подходящим образом систему отсчета. Поэтому не имеет смысла говорить о локальном распределении энергии" [39, с. 315].

В действительности же всё принципиально иначе, что легко показать на ранее приводившемся нами примере движения материальной точки под углом к направлению свободного падения системы отсчёта в гравитационном поле.

Рис. 10. Схема движения пробного тела под углом к штрихованной системе отсчёта, свободно падающей в гравитационном поле: а - с точки зрения инерциальной (нештрихованной) системы отсчёта, б - с точки зрения неинерциальной (штрихованной) системы отсчёта

На рис. 10 показано движение такого тела, положение которого в начальный момент времени совпадало с началом системы отсчета x'O'y' , ускоренно движущейся к центру притяжения S. Мы видим, что как в инерциальной, так и в неинерциальной системе отсчета в каждый последующий момент времени искривляется не только траектория, но и направление притяжения к гравитирующему центру. Вследствие этого в системе x'O'y' тело движется неравномерно, хотя в начальный момент времени мы выбором системы отсчета и компенсировали гравитационное поле. Но в последующий момент для соблюдения корректности расчетов мы опять обязаны будем учесть действие силы, вид которой после перехода в неинерциальную систему отсчета только усложнится, потеряв к тому же свойства, которые обеспечивали истинную инвариантность преобразований в инерциальных системах отсчета.

Здесь следует отметить, что релятивисты в подобных случаях любят спекулировать понятием локальности. "Если мы отказываемся от понятия инерциальной системы и разрешаем тем самым произвольные непрерывные преобразования координат, то… равенство компонент двух векторов, построенных в разных точках пространства, теряет свой инвариантный смысл и, следовательно, такие векторы не могут непосредственно сравниваться. Именно по этой причине в общей теории относительности нельзя образовывать новые тензоры из данного тензора простым дифференцированием, и именно поэтому инвариантные образования встречаются в этой теории в гораздо меньшем количестве" [33, с. 856].

Из цитаты прямо видно, что Эйнштейн прекрасно понимал искусственность своих построений, но опять и опять сводил проблемы не к реальным решениям, а к псевдофизическому фразерству. Чтобы это понять, достаточно, во-первых, обратить внимание на форму метрик, используемых релятивистами, в частности и на метрику Шварцшильда. Она откровенно нелокальна и по идее авторов обязана описывать процессы во всех точках в окрестности исследуемой гравитационной массы, независимо от начальных условий для исследуемого тела в поле данной массы. Так что ограниченность инвариантных преобразований не имеет сюда, как видим, никакого отношения. Во-вторых, как мы видели выше, компенсация поля не может быть осуществлена никаким выбором метрики. Если мы даже для конкретного случая введем некоторую кривизну таким образом, чтобы движение тела осуществлялось по геодезической линии, то изменив начальные условия движения исследуемого тела, мы вынуждены будем вводить новые геодезические. А если мы попытаемся рассмотреть, например, движение взаимодействующих заряженных тел, то потеряем и последнюю возможность, поскольку в неинерциальных системах отсчета законы взаимодействия будут серьезно нарушаться, из-за чего классическая физика предпочитает все же инерциальные системы отсчета для прогнозируемых решений своих задач.

Так что заверения Эйнштейна, что "этот недостаток исправляется введением поля бесконечно малых смещений" и тем более, что "оно (поле бесконечно малых смещений - авт.) заменяет инерциальную систему постольку, поскольку позволяет проводить сравнение векторов в бесконечно близких точках" [33, с. 856], сути проблемы не решают, но подменяют исследование сущности спекуляцией на математических терминах.