Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Физика arrow Тяготение: от Аристотеля до Эйнштейна

Глава 34. Эффекты ОТО. Гравитационные волны

Как распространяется гравитационное взаимодействие

В полевом подходе, предусматривающем близкодействие, взаимодействие распространяется с конечной скоростью от одной точки к другой, близлежащей. В такого рода концепции для распространяющегося взаимодействия используются понятия «волна», или «импульс», или «сигнал», передающийся отточки к точке. Так, говоря о распространении электромагнитного взаимодействия, мы используем понятие «световой сигнал». Луч света, который мы сейчас можем рассматривать даже в виде частиц фотонов, отразившись от зеркала, попадает на сетчатку нашего глаза, физиологическим раздражением которой он вызывает в нашем мозгу наше собственное изображение. Мы говорим: световой сигнал достиг сетчатки глаза. А какими «сигналами» передается гравитационное взаимодействие?

Никаких «гравитационных сигналов» такого рода не существует. Переносчик гравитации вообще не есть волна или частица, распространяющиеся в пространстве и передающие взаимодействие: это есть сама геометрия физического пространства. Под «физическим пространством» понимается псевдориманово 4-мерное пространство Кь иногда называемое миром. Точки этого пространства («мировые точки»), фиксируемые четырьмя координатами то, ад, .Т2, жз, имеют тот же смысл, что и в частном случае, когда пространство У есть пространство Минковского Е они называются событиями, так что это тоже пространство событий.

Мы знаем, что планета Нептун была открыта по наблюдениям за возмущениями орбиты Урана. Отчего возникают эти «возмущения»? Теория Ньютона отвечала: от силы притяжения со стороны Нептуна. В этой теории ничего не говорится о распространяющихся «гравитационных сигналах» от Нептуна: в ней взаимодействие распространяется мгновенно. Но интересно, что и полевая теория Эйнштейна (в этом смысле подобная максвелловской), тоже не говорит о «сигналах» или «импульсах», действующих на Уран со стороны Нептуна. Она дает такое объяснение: сближения Нептуна с Ураном приводят к изменению расположения масс в Солнечной системе, которое в свою очередь вызывает изменение создаваемой Солнцем кривизны физического пространства; а это изменение кривизны приводит к изменению геодезических линий, в том числе орбиты Урана.

Однако, псевдориманово пространство У отличается от псев- доевклидова пространства Е не только искривленностью. Сама эта искривленность зависит от времени: компоненты тензора кривизны являются функциями всех четырех координат, в том числе и координаты х° = сЛ. Физически это связано с тем, что метрика, а значит и кривизна пространства-времени зависит от масс источников поля, расположение и движение которых определяются значениями их пространственных координат и моментов времени.

Тот факт, что иоле кривизны /?ад7<5 зависит от времени, означает, что это поле (а оно и есть гравитационное поле) может «колебаться», причем эти колебания могут быть запаздывающими в полной аналогии с запаздывающими потенциалами в электродинамике, отождествляемыми с электромагнитными волнами.

Можно, стало быть, говорить о «волнах кривизны» пространства-времени, или гравитационных волнах, которые, возможно, позволили бы возродить представление о гравитационных сигналах, распространяющихся с конечной скоростью.

Может показаться странным говорить о «распространяющемся» пространстве-времени. Но гравитационное взаимодействие тем и отличается от всех других взаимодействий, что пока только оно одно геометризовано. Поэтому и гравитационные волны, если они будут открыты, это «волны» особого типа: волны, представляющие собой как бы распространяющуюся «рябь» кривизны на фоне физического пространства.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы