don_beaver (don_beaver) wrote,
don_beaver
don_beaver

Categories:

Антигравитационный переполох

В моем ЖЖ и на сайте http://scientific.ru/society/index.php/topic,1950.0.html
развернулась дискуссия вокруг антигравитации, в основном критического плана, возглавляемая д.ф-м.н. Павлом Ивановым. Хочу немного систематизировать этот переполох. Основных возражений было выдвинуто два: 1. противоречие с теоремой Биркгофа, 2. рассматриваемый эффект будет второго порядка малости. Насчет теоремы Биркгофа я спорил, спорил, но тут пришёл Sy_Borg и очень помог, четко расставив все по полкам и раздав всем сестрам по серьгам. Так что в этом вопросе я просто его цитирую, всецело присоединяясь.

1. Про теорему Биркгофа

П.Иванов, поддерживаемый Wood_morr
«1) Есть известная теорема Биркгофа, которая говорит, что пустое сферически-симметричное пространство-время точно описывается метрикой Шварцшильда, похоже Ваши утверждения ей противоречат.
2) В сферически-симметричном случае излучение и распространение гравитационных волн отсутствует!»

Sy_Borg
Вы с Ивановым путаете необходимое и достаточное условия теоремы Биркгофа. Всё ровно наоборот. Если бы всё было *строго* сферически симметрично, то по теореме Биркгофа гравитационных волн (как и каких либо иных волн, любого излучения) не было бы вообще, и следовательно убыль гравитационной массы была бы невозможна. В статье же рассматривается гравитационное излучение сливающихся черных дыр, т.е. LIGO-объектов, которые по теореме Биркгофа не могут быть сферически симметричными объектами, и они таковыми не являются - теорема Биркгофа выполняется, а не нарушается, как вам и Иванову кажется.

Wood_morr
"Что касается теоремы Биркгофа - так авторы и ищут строго сферически симметричное решение, и уравнение, которое они решают, ничего про несферические ГВ не знает. В уравнении и в решении все сферически симметрично и поэтому должно получиться стационарно."

Sy_Borg
То, о чем вы говорите, очень похоже на правду (возможно это и вводит в заблуждение), но это не совсем так. Уравнение знает про несферичность - несферичность входит в уравнения через M(t). Оно же дает нестационарность автоматически. M(t) берется из других модельных предположений, которые предполагаю конкретный механизм возникновения нестационарной массы - ГВ излучатели, которые, среди прочего, нарушают сферическую симмтрию. Уравнение же знает об этой нарушенной симметрии лишь только через M(t), в остальном всё симметрично (поэтому система названа квази-симметричной, т.е. почти симметричной), что и вводит в заблуждение, создавая иллюзию достаточного условия теоремы Биркгофа.

Модель же в которой справедлива теорема Биркгофа - это другая модель, она содержит другие предположения, а именно - строгую сферическую симметрию. В модели теоремы Биркгофа масса - эндогенный параметер, поведение которого определяется лишь сферической симметрией, и эта симметрия массу тут же консервирует (симметрии всегда что-то консервируют).

В модели, используемой в статье, масса это фактически экзогенный параметр. Авторы предполагают и включают в модель определенный механизм, обуславливающий M(t), что, строго говоря, делает массу в этой модели также эндогенным параметром, но механизм этот, иной чем в модели теоремы Биркгофа (кроме того, неспецифичный - масса может менятся иным способом, хотя если фотоны излучают гравволны, то механизм в конечном итоге только один), и главное - в уравнения гравполя M(t) входит как экзогенный параметр и именно поэтому в остальном симметричные уравнения "знают" о нарушении симметрии.

Единственное ограничение, которое накладывает теорема Биркгофа, это то, что механизм, обуславливающий M(t), несовместим со сферической симметрией, что соблюдается - излучатели, парные черные дыры, сферически несимметричны.

2. Про второй порядок малости

П. Иванов и wood_morr
«новый член, обсуждаемый авторами, пропорционален потере энергии системой излучающих тел и, стало быть, формально тоже является "эффектом второго порядка по величинам h_ik". "

Мой ответ.
Логика критиков такова: раз потеря массы системы вызвана гравитационными волнами, энергия которых пропорциональная квадрату возмущения метрики, то и потеря массы системы будет не линейным по возмущению метрики (как утверждают авторы статьи), а квадратичным эффектом, то есть очень малым. Давайте разберемся. У нас есть гравитирующая масса системы, которая для слабого поля дает линейное возмущение метрики. Мы обсуждаем такое сильное изменение массы системы, которое будет давать антигравитирующий член, сопоставимый с ньютоновским, то есть такого же порядка. Рассмотрим звезду, гравитационная масса которой утекает за счет электромагнитных волн. Важно ли нам, с точки зрения уменьшения общей массы, что энергия этой волны пропорциональна квадрату напряженности поля? Конечно, нет. Ведь изменение массы – это интеграл по времени, я могу иметь как угодно малые порции уменьшения энергии и как угодно зависящие от напряженности поля, но для меня важно – сколько суммарной энергии испускает звезда. Я всегда могу компенсировать малую энергию фотонов их количеством и получить очень быстрое падение общей массы. Обратное тоже верно – элементарный излучатель может быть как угодно нелинейным и сильным, но за счет редкости излучений и большого расстояния можно получить слабое и линейное интегральное поле. То есть, нет никакой прямой связи между квадратичностью (по метрике) гравволн возле отдельных излучателей и параметрами метрики вокруг грав.системы. Это очевидно и то, что обратное утверждают люди уровня доктора наук – это просто удивительно.
Но ошибаться может каждый, это нормальная ситуация, когда обсуждается новая тема. Меня больше всего заинтересовала в этой истории поразительная самоуверенность и Иванова и его собеседников с сайта scierific.ru. Для них «статья абсолютно неправильна» априори и является лишь поводом посокрушаться о глупости авторов и рецензентов. Теперь мне понятнее, почему при таком количестве гениев на квадратный метр, теоретическая космология находится в такой глубокой тёмной яме.
Итак, итоги второй недели антигравитационного полета: в стане майнстримных гравитационистов переполох, они уверены что работа- чушь, но при всём старании сколь-нибудь осмысленных и значимых аргументов выдвинуть не могут. Так что, полёт нормальный!

P.S. Дорогой Sy_Borg, спасибо за профессиональную помощь! Хотел бы узнать Ваше мнение о работе в целом – в том числе о её слабых или сомнительных местах.
Tags: Научные истории
Subscribe

  • С космическим юбилеем!

    60 лет назад Юрий Гагарин взлетел над Землей и открыл эру продвижения человека в космос. Сейчас 12 апреля – это День Космонавтики и «Ночь Юрия» по…

  • Зачем нам марсианские города?

    Сегодня все уже понимают, что с изучением планет Солнечной системы прекрасно справляются дешевые и неприхотливые роботы и автоматические станции.…

  • Вечный монах Оккам и Зельдович-63 о космологии

    Abba65 решил, что монах Оккам в темном деле о темной материи поддерживает гипотезу ВИМПов, потому что она одна, а идею черных дыр – нет, потому что…

  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 122 comments

  • С космическим юбилеем!

    60 лет назад Юрий Гагарин взлетел над Землей и открыл эру продвижения человека в космос. Сейчас 12 апреля – это День Космонавтики и «Ночь Юрия» по…

  • Зачем нам марсианские города?

    Сегодня все уже понимают, что с изучением планет Солнечной системы прекрасно справляются дешевые и неприхотливые роботы и автоматические станции.…

  • Вечный монах Оккам и Зельдович-63 о космологии

    Abba65 решил, что монах Оккам в темном деле о темной материи поддерживает гипотезу ВИМПов, потому что она одна, а идею черных дыр – нет, потому что…