Как проверяется физическая теория?

[ulitkanasklone]

К ним относятся : Белые дыры, кротовые норы, Черные дыры, Все сингулярные решения, Вселенная Гёделя , Решения с горловинами, и т.д. и т.п.

ulitkanasklone, у меня к Вам, как к уже немного поднаторевшему в этих проблемах, такой вопрос. Что из перечисленного, является результатом решения ур-й ОТО с не нулевой правой частью?

Только вселенная Гёделя.

[yisnep]

Только вселенная Гёделя.

Так вот. Давайте пока оставим эту вселенную в стороне. Если надумаем обсудить в ней то, что Вам не нравится, то обсудим. А всё остальное из перечисленного, это просто чистейшая риманова геометрия. И относить "казусы" этой геометрии к минусам ОТО, это только себя вводить в заблуждение и нервировать. Во всяком случае, лично я, так отношусь к этому делу.

[Klapaucius]

ОТО признаёт так называемый "принцип эквивалентности", от него же и отталкивается. РТГ этого "принципа" в общем случае - не признаёт. Об этом я читал в какой-то научно-популярной статье, написанной самим Логуновым для журнала, кажись, "Наука и жизнь" не помню какого года (но где-то годах в 80-ых прошлого века).

Примерно так, и журнал "угадали". Единственно, слова "в общем случае" наверное не вполне корректны. Но тут и "принцип эквивалентности" для многих почему-то имеет градацию. По мне так уж раз по Маху, так никаких градаций. Нужна теория, где он выполняется. В РТГ кстати он прямо торпедируется, силы инерции и гравитации - разной природы.
Насчёт вселенских моделей, это как с чёрными дырами. Есть модели, а данных нету. Точнее данные есть (РИ-МФИ, красное смещение, ТМ и ТЭ, как опцию Тёмный Поток не мешало бы предсказать). Но математика теорий почти одинакова. Хотя постулаты разные. Значит и математика, выводы не могут совпадать.

yisnep, а Вы сами как считаете - силы инерции и гравитации одно и то же, или просто похожи при выполнении ряда условий? Ну например как силы инерции, гравитации и электромагнетизма для левитирующей над железной пластиной лягушки с магнитом на тушке?

Klapaucius, Вы в самое мое больное место. Я, ведь, чуть ли ни на каждом шагу заявляю, что никаких сил гравитации и инерции, уже давно нет на свете.

Может прыгнете с 12го этажа, чтобы это доказать? Если что, не советую.

Как именно ОТО объясняет гравитацию? Искривление пространства-времени? Но это не объяснение. Просто ряд формул, по которым предлагается обсчитывать процессы, происходящие в реальности. Весьма зыбко пока.

Хотелось бы, чтобы Вам ОТО нравилось так же, как и мне. Но, как этого достичь, я не знаю.

Зачем это Вам? Странные у Вас желания. Не, мне ОТО нравится в силу разумения. Но явно совсем не так как Вам.

[yisnep]

Не, мне ОТО нравится в силу разумения.

Против сил разумения, ничего не имею.

[ulitkanasklone]

Так вот. Давайте пока оставим эту вселенную в стороне. Если надумаем обсудить в ней то, что Вам не нравится, то обсудим. А всё остальное из перечисленного, это просто чистейшая риманова геометрия. И относить "казусы" этой геометрии к минусам ОТО, это только себя вводить в заблуждение и нервировать. Во всяком случае, лично я, так отношусь к этому делу.

Так и вселенная Гёделя и вселенная Фридмана это тоже риманова геометрия, только более специфическая. И рассматриваем мы только специфический вид этой геометрии  - это эйнштейновские пространства. Вам хочется почему-то рассматривать только вакуумные решения.  \[ R_{ik}=0 \]

А в отношении вашего сравнения с РТГ, скажу так. Даже уж не касаясь полевой идейности РТГ (совершенно бесперспективной, на мой взгляд), одно уж то, что в ОТО гравитация описывается одной метрикой, а в РТГ двумя, уже говорит в пользу ОТО, на мой взгляд.

Вообще-то метрика одна , а теория полевая, но она приведена к двум - так удобнее решать и сравнивать с ОТО. И становится при этом да, сложнее.

[ulitkanasklone]

Порассуждаю далее.
В лучшем случае, теоретик и экспериментатор берет готовую модель из учебника, например метрику Керра , и пытается проанализировать, что будет, если частицы в поле движутся неким образом. Если вдруг что-то не совпадает с наблюдениями, он конечно не будет отвергать теорию, а попытается подправить модель , скажем ТЭИ или симметрию, чтобы совпадало. Если уж совсем никак не подгоняется, то придумывает новую сущность , типа темной материи.
В принципе это тоже неплохо и требует серьезных умственных и вычислительных затрат. В большинстве своем никто статьи не проверяет, особенно, если они в архиве, да и в журналах также полно ошибок.

А реально , даже найти частное решение ОТО это процесс довольно утомительный. Во-первых, надо задать модель тензора-энергии импульса. Далее неплохо было бы знать симметрию задачи, что резко сокращает вычисления. Если вещество сосредоточено островным способом  то придется решать , как внутреннюю задачу, так и вакуумную. Затем как-то задав координатную систему , мы получаем систему диф. уравнений 2-го порядка 10-ти функций от 4-х переменных.
Разумеется никто не решает такого крокодила, можно лишь сделать некие общие
замечания. Например, что свободных произвольных функций мы получим 20, как и характеристик.  Из них часть имеет физический смысл типа интеграла движения, а часть просто зависит от начальных данных, которые определяются на уровне задачи Коши. Задачу Коши тоже никто как правило не решает в учебниках.

Далее это еще не все. Прикол начинается ,когда понятно, что уравнений не хватает и приходится добавлять некие уравнения связи (почему-то иногда называют калибровочные), не ковариантные и достаточно произвольные, которые фиксируют систему отсчета (=систему координат). Как правило они выбираются из соображений простоты решения уравнений ( чисто математически) , но для практического использования - берутся и связываются с СО, в которой находится наблюдатель. Действительно , смысл привязываться к  наблюдателю , падающего в массивный объект, если вся аппаратура находится в удалении в плоском пространстве-времени. И переход в данную СО это отдельный разговор.

Уравнения связи необходимы, иначе мы просто не решим вообще систему уравнений математически (хотя в простых случаях мне это удавалось). Таким образом полученное решение связано в другими целой группой преобразований, которая не меняет геометрию.

[ulitkanasklone]

Пример таких дополнительных уравнений это условия Эйнштейна, когда он вычислял сдвиг перигелий Меркурия. Определитель g=-1 и перекрестные члены равны нулю:
\[ g_{01}=g_{02}=g_{03}=0 \]
(что там нарешал классик, это отдельная тема и требуется более тщательная проверка его статьи). В этих координатных условиях и Шварцшильд нашел свое первое вакуумное решение для точечной массы. В них уравнений Эйнштейна R_{ik}=0 сильно упрощались. Однако при анализе самой системы выяснилось, что если бы мы имели дело с геометрией , которая меняется бы со временем, то постановка задачи Коши в ней была бы некорректной. Потому математическое упрощение не всегда ведет к корректности нахождения точного решения в ОТО.

Но и это еще не все приколы.

[ulitkanasklone]

Если мы получим точное решение задачи в ОТО , то есть геометрию пространства-времени при данной ТЭИ, то можно перейти в другую координатную систему допустимыми преобразованиями координат с невырожденным якобианом, мы получим ту же модель поля,  записанную по другому.
Есть правда нюансы. Решение Шварцшильда в вакууме в стандартных координатах статическое. И все правильно , если класс преобразований  C².
Но если класс координатных преобразований расширить до C¹, то есть рвутся вторые производные, то как показал А.З. Петров, в той же самой симметрии появляются весьма экзотические решения типа ударных волн. 
И возникает вопрос, если их не обнаружат, будет ли это крахом теории?
Сторонники ОТО разумеется скажут, что нет, типа отбросим.
В этом и сложность теории.
Но и это еще не все приколы.

[ulitkanasklone]

Можно допустить и по аналогии и разрыв первый производных и вообще использование сингулярных преобразований, чем балуются нередко теоретики.
При этом возникают другие объекты, и для их описания приходится изначально переходить в другой координатный класс и брать другие уравнения связи, например синхронные координаты. В этом случае могут возникнуть области, в которых невозможно найти допустимые координатные преобразования к первоначальному решению. Так например, вакуумная область под горизонтом не входит в карту стандартного Шварцшильдовского решения,хотя в другом координатном классе есть решения , которые не противоречат уравнениям ОТО и которые охватывают данную область , кроме места с сингулярностью .

[Golossvyshe]

http://lenta.ru/articles/2015/04/04/blackholechild/

Начать с того, что существование черных дыр пока вообще не доказано и вполне возможно, что вместо черных дыр мы имеем дело со сверхмассивными объектами. Теории данную вероятность отрицают, но, как ни странно, никто еще не доказал, что наблюдаемые во множестве черные дыры являются именно черными дырами, а не чем-нибудь еще.

Это обстоятельство несколько лет назад отметил академик Анатолий Черепащук, директор Государственного астрономического института имени П.К. Штернберга: «Чтобы доказать, что тело, находящееся в центре нашей Галактики, представляет собой черную дыру, нужно сделать две вещи: во-первых, экспериментально показать, что радиус тела равен так называемому гравитационному радиусу для черной дыры данной массы (а для черного тела в четыре миллиона солнечных масс он равен примерно семи солнечным радиусам), а во-вторых, доказать, что это тело не имеет твердой поверхности, а вместо нее — горизонт событий».

По его словам, обе задачи выполнимы и он надеется, что лет через 20 ученые смогут доказать наличие или отсутствие черных дыр.


Вот тут и разрешится спор между двумя дедушками.

И вполне может оказаться, что лохматый еврей с высунутым языком останется в истории как создатель любопытной гипотезы, не выдержавшей проверки временем.

[ulitkanasklone]

По его словам, обе задачи выполнимы и он надеется, что лет через 20 ученые смогут доказать наличие или отсутствие черных дыр.

Пока не очень понятно как.
Но тут мы видим очень любопытную ситуацию. Для описания ЧД не требуется вообще какое-то ТЭИ. Достаточно предположить, что есть область, которую можно изолировать бесконечно малым объемом , при мысленном приближении к которой будет неограниченно возрастать инварианты кривизны. А вся остальная вакуумная область описывается геометрией не противоречащей уравнениям ОТО.
В принципе Логунов в последних статьях показывал, что даже в рамках ОТО Черных дыр не должно быть. Но это надо переходить к полевой формулировке ОТО. Если рассматривать коллапс массивного тела, то Основная идея была в том, что плотность энергии гравитационного поля , по его расчетам , вблизи горизонта резко возрастает до бесконечного значения, значит и внутри коллапсирующего тела также она увеличивается неограниченно , что и приводит к остановке. Но никто его не поддержал.

[yisnep]

А всё остальное из перечисленного, это просто чистейшая риманова геометрия. И относить "казусы" этой геометрии к минусам ОТО, это только себя вводить в заблуждение и нервировать.

Так и вселенная Гёделя и вселенная Фридмана это тоже риманова геометрия, только более специфическая. И рассматриваем мы только специфический вид этой геометрии  - это эйнштейновские пространства.

Да, ПВ в этих моделях описывается римановой геометрией. Но сами эти модели, это уже не просто чистая геометрия. Эти модели призваны отразить особенности реального мира. Вы же сами занимались вопросами сшивки. Для чего? Я думаю, именно для того, чтобы применить риманову геометрию к реальности.

Вам хочется почему-то рассматривать только вакуумные решения.  \[ R_{ik}=0 \]

Вообще-то, они меня больше волнуют, когда сшиты с материей.

Шварцшильд нашел свое первое вакуумное решение для точечной массы.

Откуда Вы это взяли? У него решение чисто вакуумного уравнения.

[Дрюша]

http://lenta.ru/articles/2015/04/04/blackholechild/
Это обстоятельство несколько лет назад отметил академик Анатолий Черепащук, директор Государственного астрономического института имени П.К. Штернберга: «Чтобы доказать, что тело, находящееся в центре нашей Галактики, представляет собой черную дыру, нужно сделать две вещи: во-первых, экспериментально показать, что радиус тела равен так называемому гравитационному радиусу для черной дыры данной массы (а для черного тела в четыре миллиона солнечных масс он равен примерно семи солнечным радиусам), а во-вторых, доказать, что это тело не имеет твердой поверхности, а вместо нее — горизонт событий».

По его словам, обе задачи выполнимы и он надеется, что лет через 20 ученые смогут доказать наличие или отсутствие черных дыр.
[/i]

Вот тут и разрешится спор между двумя дедушками.

И вполне может оказаться, что лохматый еврей с высунутым языком останется в истории как создатель любопытной гипотезы, не выдержавшей проверки временем.

Хорошо, а если даже удастся вплотную приблизиться к тому объекту, который, как сейчас предполагается, - является "чёрной дырой". Ну, там, к коллапсару, оставшемуся от массивной звезды (массу его определить несложно, и она, положим, - заведомо больше предела Оппенгеймера-Волкова) или в центре Галактики массой многие миллионы солнечных масс (а то и миллиарды, возможно, в центрах каких-то других галактик). То есть, - объект, который по канонам ОТО должен был бы быть "чёрной дырой", ибо в рамках ОТО - нет и не может быть никаких сил, способных предотвратить образование ЧД. Но это - именно в рамках ОТО. А если она - не верна? Тогда что?

Что мы, вообщеЮ увидим? Ну, аккреционный диск - это не интересно. Он "по эту сторону", и он есть даже у нейтронных звёзд. Даже слой, в котором "рождается" Хокинговское излучение, - он тоже "по сию сторону" ГС. Хотя, конечно, Хокинговское излучение увидеть было бы интересно, но как ты отличишь его от банального теплового излучения некого тела (чёрное оно или какое), как бы "недоколлапсировавшего" до "настоящей" ЧД и остановившегося... Ну, в миллиметре? Или микроне? Или ангстреме от предполагаемого "ГС", если бы была права ОТО... Но - потому и остановившегося, что ОТО, положим, неверна, а верна, скажем, - какая-нибудь полевая теория (Логунова или не Логунова, да хоть Васи Пупкина), которая обосновывает эту силу, способную остановить коллапс... То есть, по-любому измерить его размер и сравнить с теоретическим ГС мы можем - только с какой-то точностью. Откуда мы знаем, ГС мы наблюдаем или не ГС? Послав туда зонд из любого "обычного" вещества, мы убедимся, что зонд этот - разорван, расплющен, испарён... Это предсказывает и ОТО и любая правдоподобная полевая теория, и произлйдёт это, опять же, "по сию сторону" ГС. Слишком банально и тривиально. Вот, если бы удалось "слазить" под предполагаемый ГС и вернуться оттуда... Но реально эта мечта может оказаться несбыточной, даже если объект (коллапсар, претендующий на звание ЧД) у нас - под носом.

[yisnep]

если бы была права ОТО...

На мой взгляд, ОТО не предсказывает никаких ЧД.
ЧД "предсказываЮТ", якобы на основании, якобы ОТО.

[Дрюша]

Тут ещё - смотря что называть "ЧД". По-любому, в любой теории, объект сей будет весьма странный и даже - экстремальный. И реально, на вид, - он может выглядеть - довольно чёрным. Но, вот, является или не является он действительно настоящей ЧД с сингулярностью внутри? Как это определить?

[yisnep]

Тут ещё - смотря что называть "ЧД". По-любому, в любой теории, объект сей будет весьма странный и даже - экстремальный. И реально, на вид, - он может выглядеть - довольно чёрным. Но, вот, является или не является он действительно настоящей ЧД с сингулярностью внутри? Как это определить?

Мне важно, что мне никто не показал до сих пор, как ОТО предсказывает то, что " смотря что называть "ЧД"".
Наверное, завтра начнут показывать.

[jet]

https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,129291.msg3217612.html#msg3217612
Попытался ответить на один из интересных вопросов. Ваше мнение?

На мой взгляд, ОТО не предсказывает никаких ЧД.

Да, учитывая что решения для ЧД и их первые предсказания еще были сделаны задолго до появления Эйнштейна на свет.

[ivanij]

 

Да, учитывая что решения для ЧД и их первые предсказания еще были сделаны задолго до появления Эйнштейна на свет.

 Именно предсказания. Поэтому ссылаться здесь на Лапласа вряд ли правильно.

[ulitkanasklone]

Цитата: ulitkanasklone от Вчера в 13:26:56

    Шварцшильд нашел свое первое вакуумное решение для точечной массы.

Откуда Вы это взяли? У него решение чисто вакуумного уравнения.

Это у него написано в статье.

[ulitkanasklone]

Правильнее наверное, поставить вопрос, действительно ли коллапсирующий объект большой массы без давления неизбежно превратится в ЧД, или он имеет точку остановки. Если имеет , то правильна РТГ, если нет, то непонятно, но скорее всего ОТО берет вверх.