Метка: общая теория относительности

Спросите Итана: почему учёные никогда не смогут найти точного решения общей теории относительности


В ньютоновской теории тяготения орбиты вращения вокруг отдельных крупных масс являются идеальными эллипсами. Но в общей теории относительности существует дополнительная прецессия за счёт кривизны пространства-времени, из-за чего орбиты со временем сдвигаются, иногда даже измеряемо. Орбита Меркурия прецессирует со скоростью 43″ в сто лет (1″ – это угловая секунда, 1/3600 градуса); меньшая из чёрных дыр OJ 287 прецессирует со скоростью 39° за 12 лет орбиты.

Сложно оценить всю революционность перехода от ньютоновской точки зрения на Вселенную к эйнштейновской. Согласно ньютоновским механике и тяготению, Вселенная полностью детерминирована. Если бы вы дали учёному массы, местоположение и импульсы всех и каждой частиц Вселенной, он смог бы определить, где будет находиться и что будет делать каждая частица в любой момент в будущем.

В теории уравнения Эйнштейна тоже детерминистские, и можно представить нечто похожее: если бы только вы знали массы, позиции и импульс каждой частицы Вселенной, вы могли бы вычислить что угодно, заглядывая сколь угодно далеко в будущее. Но если в ньютоновской вселенной мы можем записать уравнения, управляющие поведением частиц, во вселенной под управлением общей теории относительности (ОТО) мы даже и на это не способны. И вот, почему.
(далее…)

Как опровергнуть научную теорию за три простых шага


Возмущения пространства от пришедших издалека гравитационных волн, проходя сквозь Солнечную систему, и в том числе Землю, немного сжимают и растягивают окружающее пространство. Благодаря нашим измерениям, физических альтернатив этого явления очень может быть совсем немного.

Наука, как множество других вещей в жизни, это всегда рабочий процесс. У успешной научной теории есть вопросы, на которые она даёт ответ, природные явления, которые она способна точно описать, и надёжные предсказания, которые она может сделать – но также у неё есть фундаментальные ограничения в любой момент времени. У любой теории, какой бы успешной она ни была, диапазон достоверности всегда ограничен. Оставаясь внутри этого диапазона, теория хорошо предсказывает реальность; а при выходе за его пределы её предсказания уже не будут соответствовать наблюдениям или экспериментам. Это так для какой хотите теории. Ньютоновская механика отказывает на малых (квантовых) масштабах и больших (релятивистских) скоростях. Эйнштейновская Общая теория относительности (ОТО) отказывает вблизи сингулярности. Дарвиновская эволюция отказывает в моменте происхождения жизни.

Даже лучшие из наших сегодняшних теорий, возможно, будут заменены завтрашней наукой. И вот, как это происходит.
(далее…)