Category: наука

Category was added automatically. Read all entries about "наука".

krym

Научно-фантастическая трилогия "Астровитянка": финальная информация

Полагаю, что бумажных переизданий научно-фантастической трилогии "Астровитянка", видимо, больше не будет. Поэтому подвожу итоги и снимаю посты про отдельные тома, делая на них ссылки. Первый том был опубликован в 2008 году, второй - в 2009-м, третий - в 2010. Супертом содержит все три книги:

Первая книга вышла еще тремя дополнительными изданиями - в карманном формате и мягкой обложке, а также с разделением на две части: "Космический маугли" и "Уравнение будущего". Самое свежее издание 2016-2017 года вышло с иллюстрациями Дм.Никулушкина:

Советовать, где купить в бумаге, не могу - потому что все практически раскуплено.
Но ищущий - всегда найдет. Всем моим читателям - большое спасибо!

P.S. Некоторые прошлые посты об Астровитянке и обсуждение отдельных томов:
https://don-beaver.livejournal.com/2473.html
https://don-beaver.livejournal.com/83867.html
https://don-beaver.livejournal.com/178988.html
https://don-beaver.livejournal.com/66729.html
P.P.S. Аудиокнига "Астровитянка" в шести частях: https://don-beaver.livejournal.com/197274.html
krym

Коллекция научных сказок

Первое и второе издание научных сказок. Пять книжек верхнего ряда - это первое издание четырех первых книг + "Колумбы вселенной" (это переиздание "Звездного витамина" и "Небесных механиков" под одной обложкой) в 2012-2015 годах. Нижний ряд: второе издание (2016-2018 годы) всех шести книг.


А это переиздание 2018 года всех шести книг в виде трехтомника: «Первооткрыватели» («Звёздный витамин» + «Создатели времён»), «Звездочёты» («Небесные механики» + «Космические сыщики») и «Драконоборцы» («Электрический дракон» + «Неоткрытые миры»). В трехтомнике исправлены все замеченные опечатки и ошибки прошлых изданий.


На этом научно-популярная серия "научных сказок" (общее число историй достигло обещанных 100) заканчивается. Еще неспешно пишется ранее анонсированный "учебник для астровитян" - более мемуарная книга с названием "13 научных историй", которая будет готова, может быть, в 2021 году.
krym

Астровитянка, осень 2020

В финале "Теории катастроф" было описание лесного озера:

«Озеро собирало ручьи северной части долины и заполнялось до уровня выходного каменного русла, проложенного в дамбе и обрывающегося через несколько метров высокими водопадными ступенями.
Над водопадом протянулся крохотный мостик в две доски. В сухой сезон из озера сочился лишь мелкий широкий ручеёк. Прозрачная текучая пластинка начиналась под кучкой бурых прошлоосенних листьев, упавших на поверхность озерца и медленно собравшихся на пути вытекающей воды. Совсем тонкая лиственная плотина удерживала уровень воды в озере сантиметров на десять выше каменного ручьевого дна.
…Джерри обвёл глазами вечереющее лесное озеро. Высокая сосна и вечнозелёные кусты на противоположном берегу. Подгрызенные бобром сахарные клёны на запруживающем плотинном валу. Остатки деревянных мостков возле ив.
Мирный привычный пейзаж не помогал - душа болела, не переставая. И даже сильнее обычного».

Недавно прогулялся к этому озеру, которое описано один к одному, даже сосна на другом берегу есть:


Кстати, довольно часто можно услышать брюзжание взрослых читателей насчет астровитянки - какая она слишком крутая, и нереально побивает взрослых профессоров. К сожалению, мнение моей главной аудитории - от 10 до 14 лет, мне удается узнать редко. Ну не пишут эти дети отзывов в интернете! Но вот сразу двое таких читателей, братья Петр и Максим, написали мне вот такие отзывы:

Здравствуйте, дорогой Николай Николаевич!
Мне очень понравилась одна из ваших книг, Астровитянка. В ней есть очень интересные и захватывающие моменты и шутки.И там есть немало научных фактов и покушений как и на Никки так и на ее единственного лучшего друга.
Мне особенно понравились такие моменты где например Никки училась летать на крыльях,или бои с драконами.
Это была очень интересная книга,может быть самая интересная книга которую я читал .Я очень рад что вы написали эту книгу.

Петя ... 10 лет.

Здравствуйте, Николай Николаевич.

Ваша книга мне очень понравилась. Она очень интересная и там много научных фактов. Например, ваша теория о возникновении луны, гораздо более правдоподобная чем теория мега импакта, ведь при столкновении планет сама земля могла разрушиться. А жизнь в подземных озерах Марса очень даже реальна. Я не могу представить, чтобы Вселенная сжалась в точку. Самое интересное место — это когда Никки своей теорией утерла нос профессору Дермюлею. Ваша книга самая интересная какую я когда-нибудь читал. Большое вам спасибо за книгу.

Максим ... 11 лет.

P.S. Обратите внимание, что мальчику понравилось, как героиня победила профессора. Хочу подчеркнуть, что наука двигается ТОГДА И ТОЛЬКО ТОГДА, когда какие-то молодые и наглые щелкают по старым носам. Это один из главных уроков "Астровитянки" для юных читателей. А те, кто считает, что это нереалистично и "неправильно", никогда учёными не станут, по крайней мере, успешными. Так и будут смотреть снизу вверх на авторитеты.
krym

Пенроуз и нобелевские черные дыры 2020

Британец Роджер Пенроуз (р. 1931) получил на 90-м году жизни заслуженную Нобелевскую премию по физике с такой формулировкой: «за открытие того, что формирование черных дыр является надежным предсказанием общей теории относительности». Вторую половину премии поделили наблюдатели: немец Рейнхард Гензель и американка Андреа Гез удостоились этой почетной награды «за открытие сверхмассивного компактного объекта в центре нашей галактики». Вот информация о лауреатах от «КП»: https://www.kp.ru/online/news/4037418/ и ТАСС https://nauka.tass.ru/nauka/9639141:
Безусловно, открытие сверхмассивной черной дыры в центре Млечного пути, заслуживает нобеля. Но я хочу остановиться на вкладе в науку, который сделал Пенроуз, причем, лишь в нескольких её направлениях, связанных с гравитацией и космологией. Это мой личный выбор, не претендующий на объективность. Я бегло просмотрел книжную полку – и нашел на ней, как минимум, 6 книг Пенроуза: две на русском и четыре на английском. Вот оттуда сейчас и черпанём. Пенроуз – уникальная фигура в современной науке:

1. Новый нобелевский лауреат называет теорию инфляции, теорию струн и прочие мультиверсы прямо: фантазиями, модой и т.д. ( см. «Fashion, Faith and Fantasy in the New Physics of the Universe” 2016). На вопрос «КП» он отвечает: «Нет никаких параллельных вселенных» https://www.kp.ru/daily/26061.4/2970343/ У него есть классификация научных теорий: «превосходные, полезные и пробные». В космологии к первым он относит ОТО, к вторым – концепцию Большого Взрыва – а всё остальное космологическое кипение он относит к пробным гипотезам, не получившим экспериментального подтверждения. Хотя если послушать многих космологов (но – увы! - не Нобелевских лауреатов), то порядок будет обратный: инфляция – супертеория, а ОТО уже они давно переросли.

2. Имя Пенроуза вместе с Хокингом, связывают с теоремой о сингулярности. Цитирую ТАСС: «В 1969 году вместе с астрофизиком Стивеном Хокингом Пенроуз доказал, что вещество в черной дыре сжимается до состояния сингулярности, когда масса достигает бесконечной плотности и нулевого объема». Это чрезвычайно интересное преувеличение, которое стало характерным не только для прессы, но и для многих учёных. Возьмем книгу Пенроуза «Структура пространства-времени», 1972 (перевод английского издания 1968). Вот что в ней говорится на стр.161-164 про теоремы о сингулярности: «Теорема II… применима только к пространственнокомпактной вселенной, удовлетворяющей условию (неравенству), которое может выполняться и в реальной вселенной, но которое невозможно проверить путем наблюдений». «С учетом уравнений Эйнштейна…, требование IIв является энергетическим условием…, которое (если ещё лямбда=0) очень разумно с физической точки зрения». Если перевести это на общепонятный язык, то получится следующее: если принять некие определенные физические условия, которые выглядят «разумными», особенно если космологическая постоянная равна нулю (или антигравитация отсутствует), то мы получим, что Вселенная при коллапсе должна сжаться в точку с бесконечной плотностью и кривизной. Никакие фокусы – типа промахнуться мимо центра сжатия и снова улететь на бесконечность – не помогут. Важнейшую оговорку про «определенные физические условия» народ прочно игнорирует. Я лично воспринимаю теоремы Пенроуза-Хокинга о сингулярностях следующим образом:

- Бесконечной плотности (=сингулярностей) в природе существовать не может;
- Пенроуз-Хокинг доказали, что при выполнении определенных условий, сингулярности неизбежны;
- Таким образом, эти полезные теоремы дают важный список определенных условий, которые должны быть изучены, чтобы понять – какие из них в реальном мире нарушаются, что приводит к нереалистичности математических теорем Пенроуза-Хокинга (то есть к неприменимости их к Вселенной). Вообще говоря, открытие того, что Вселенная имеет космологическую постоянную больше нуля, уже делает принятые условия достаточно сомнительными.
Тем не менее, все дружно говорят о неизбежности сингулярностей, упрощая ситуацию до бессмысленности. Аналогичный пример: долгое время утверждали, что математические КАМ-теоремы доказывают стабильность планетной системы. Но была малозамеченная оговорка – доказано для 99.9% (точно не помню) орбит - за исключением резонансных. А когда научились считать на машинах динамику всех планет, то оказалось, что именно эта ничтожная доля резонансных орбит делает систему нестабильной – и планеты заметно двигаются. Теоремы КАМ не стали неправильными (и остались шедеврами математики), но они стали во многом неприменимы к реальной системе. Это важный урок. В теоретической физике все построено на тонкостях и на внимании к деталям. Кто привык игнорировать тонкости и детали, тому надо идти в бульдозеристы или в еще какую-нибудь размашистую профессию.

3. Пенроуз одним из первых (или вообще первый, не уверен) показал, что вся энтропия Вселенной сидит в сверхмассивных черных дырах в центрах галактик (да-да – в именно тех, которые открыли другие нобелевские лауреаты - 2020). Он пишет об этом в «Новом уме короля» (2003), где также указывает, что слияние черных дыр и всей материи Вселенной в момент коллапса порождает одну мегадыру с колоссальной энтропией в 10^123 (для сравнения – вся энтропия фотонно-барионной компоненты Вселенной примерно на 40 порядков меньше). Обратите внимание: для многих учёных черные дыры были неким экзотическим продуктом звездной эволюции – типа нейтронных звёзд. Но Пенроуз придает черным дырам колоссальное значения – потому что именно в них сидит вся энтропия Вселенной. И вообще говоря, бессмысленно рассматривать любую циклическую модель вселенной, в которой не решается проблема стремительного роста энтропии вместе с ростом черных дыр. Между прочим, в модели Поплавского, в которой Вселенная пульсирует в огромной черной дыре, проблема накапливающихся внутренних дыр и их энтропии полностью игнорируется. Явно неудовлетворительно проблема черных дыр и их энтропии рассматривается и в разрекламированной экпиротической циклической модели Стейнхарда-Турока. Пенроуз говорит в своей книге «Fashion, Faith and Fantasy in the New Physics of the Universe”, что при любых сценариях: “black holes should still be around and would represent, by an absolutely vast factor, the major contribution to the universe’ entropy… It is not at all clear to me why they could be ignored in the proposed ekpyrotic crunch-to-bang transition!” «черные дыры должны по-прежнему существовать, и они будут доминировать, с колоссальным коэффициентом, в энтропии Вселенной… Мне совсем не ясно, почему они могут быть проигнорированы в предлагаемом экпиротическом переходе от сжатия к взрыву!”

4. Пенроуз является сторонником циклической космологии – и сам предложил такую модель (см его книгу “Cycles of time”, 2011), которую попытался проверить на наблюдениях вместе с моим старым знакомым Ваагном Гурзадяном. Он решает в ней проблему черных дыр – правда, гипотетическим конформным преобразованием (предположим, что очень большая Вселенная в конце своего цикла внезапно почему-то превратилась в очень маленькую Вселенную в начале своего цикла) и колоссальным периодом цикла, за который даже огромные черные дыры должны испариться.

Вообще говоря, единственная теория циклической Вселенной, которая аккуратно, без экзотических предположений и за разумное время цикла рассматривает проблему черных дыр и энтропии – это моя теория. И именно она, благодаря бешеному сопротивлению российских инфляционистов, никак не может опубликоваться на русском, невзирая на публикацию основных результатов на английском. Отчего я полагаю, что российская фундаментальная космология скорее мертва, чем жива – и явно мертвее британской науки, где ещё есть Пенроуз и MNRAS с рецензентами, у которых еще есть мозг.
Осталось только поздравить Роджера Пенроуза с заслуженной наградой!
krym

Меценат Леденцов и новости об AstroNikki

Прислали интересную статью про купца-мецената Леденцова, на чьи деньги основан ФИАН и прочие академические институты.

"Среди блестящей плеяды российских предпринимателей, прославившихся своей благотворительной деятельностью, пожалуй, особое место занимает Христофор Семенович Леденцов, основавший частное общество поддержки научных исследований. Материалы, обнаруженные в фондах Центрального исторического архива Москвы, рассказывают много интересного о том, как было основано и как работало созданное им общество".
Подробнее см.: https://www.nkj.ru/archive/articles/1473/ (Наука и жизнь, БЛАГОТВОРИТЕЛЬ ИЗ ВОЛОГДЫ)

К стыду своему, ничего не знал об этом замечательном человеке - и о фонде поддержки науки, который он основал. Таких меценатов в России было не мало - не могу не вспомнить купца Мальцева, который основал Симеизскую обсерваторию. Отечественная наука во многом обязана этим людям. Отмечу, что количество богачей в современной России зашкаливает, а вот такой поддержки науки не видно.

Об английском издании "Астровитянки": одна обложка второй книги (электронная версия - вот она внизу) готова, другая (бумажная) доделывается - и уже на следующей неделе вы сможете купить на Амазоне вторую книгу "Уравнение будущего" ("Equation of the future"). Обложки прекрасны, и книга снова с иллюстрациями. Тем самым завершается английское иллюстрированное издание первого русского тома "Астровитянки". Эта самый главный том трилогии (и единственный с иллюстрациями) - и эта пара книг английского издания будет эффектным подарком всем вашим англоязычным знакомым и друзьям (с прилагаемым приветом от автора!). Отмечу, что в дополнительном послесловии ко второй книге будет кратко, но с убедительными ссылками, освещено современное подтверждение теорий образования Луны и Вселенной, обсуждаемых в книге.

Отмечу также, что 30 сентября версия первой книги на Амазоне обновилась:
1. Во-первых, обложка стала не матовой, а глянцевой - она лучше на ощупь и качественнее передает цвета. Все остальные книги тоже будут глянцевыми.
2. Во-вторых, исправлены следующие недочеты перевода:
- sandstorms заменен на sunstorms
- название главного город Луны стабилизировалось как Luna City. Одно место, где его назвали Moon City, исправлено.
- название главного лунного телеканала стабилизировалось как Main Moon Channel. Исправлены три места, где его называли Main Lunar Channel.

Тех людей, кто успел купить матовый экземпляр с этими пятью "очепятками", я искренне поздравляю! (Я в их числе и даже в количестве двух штук) - они стали обладателями уникальных экземпляров, которых больше ни у кого не будет. Матовые обложки свидетельствуют, что вы стали самыми первыми покупателями английского издания, а опечатки только придают нужный аромат коллекционности этим экземплярам. Отмечу, что первое издание первого тома "Гарри Поттера" 1999 года вышло тиражом в 500 экземпляров, из которых 300 было разослано по библиотекам. Оставшиеся 200 экземпляров (кстати - с милыми опечатками!) продаются сейчас, по прошествии всего 21 года, по цене до 50 тысяч фунтов за штуку. Ну, я с Роулинг меряться ничем не буду, но кто знает - куда выведет нас бифуркационная кривая удачи? Лет через 20 посмотрим...

krym

Идеальный современный научный журнал России

Учёные Артем Оганов, Дмитрий Штарев опубликовали в «Ведомостях» интересную статью «России нужен свой научный журнал»: https://www.vedomosti.ru/opinion/articles/2020/08/13/836651-nauchnii-zhurnal

Речь идет о мультидисциплинарном журнале, похожем на “Science”, “Nature”, и который бы носил название “Research” («Исследования»). Давайте детальнее обсудим концепцию такого журнала. Итак, он должен быть:
1. Мультидисциплинарным
2. Двуязычным (английский и русский, выход одновременно, прием статей на обоих языках и необходимый перевод за счет редакции).
3. Со скоростью прохождения – месяц на рецензирование, публикация – 2-3 месяца.
4. Бесплатным при приеме статей, бесплатным для распространения русской версии и платным – английской.
5. Двухступенчатая система рецензирования: член редколлегии смотрит на поступившую статью и дает предварительное согласие (отклонить, послать на рецензию; это принято в Nature и Science – там принимают предварительные решения даже по аннотации, которую можно послать заранее - интересно или нет. Это резко уменьшает необходимое число рецензентов).
6. Три основных раздела в журнале:
- оригинальные статьи (один рецензент)
- заказные обзоры (по решению редколлегии, нет рецензентов, есть только редактор, повышающий уровень статьи)
- дискуссионные статьи (по определению - противоречащие мейнстриму в конкретной области науки. Печатаются по выбору редколлегии после положительного отзыва хотя бы одного члена редколлегии, который и становится сопровождающим редактором)
7. При обсуждении оригинальных статей автор имеет право ответить на негативный отзыв рецензента и рецензент должен ответить на возражения автора. Редактор смотрит на аргументы сторон и принимает решение (отклонить, принять, послать еще одному рецензенту). Хорошим рецензентам – зеленую улицу для публикации дискуссионных статей. Упор не на количество рецензентов, а на качество рецензии. Надо понимать, что растущее количество рецензентов может работать на негатив, закрывая дорогу всем пионерским работам. Именно поэтому я считаю абсолютно необходимым иметь специальный раздел для «дискуссионных работ». Я бы рекомендовал всем научным журналам иметь такой раздел, иначе они становятся музейными лавками замшелых экспонатов.

Я не уверен, что нужно бумажное издание, по-моему, сейчас уж достаточно иметь интернет-издание. Каковы расходы на создание такого журнала (сайт, редакция на постоянной основе)? Сколько членов редколлегии нужно для мультидисциплинарного журнала?
Я бы с удовольствием стал бы членом редколлегии такого журнала, если мне окажут такую честь, а его редактором логично было бы сделать профессора Артема Оганова.
Что думаете, друзья? Если кто пригласит к дискуссии Оганова и Штарева (не знаю их координат) – было бы замечательно.
krym

Черные дыры в ЛИГО и в российских журналах

Обсерватория ЛИГО опубликовала сообщение о регистрации гравитационных волн от слияния двух черных дыр с рекордными массами 85 и 66 солнечных масс: https://www.ligo.org/detections/GW190521.php
Итоговая дыра получилась в 142 солнечных массы, хотя начальные дыры в сумме имели 151 солнечную массу. Легко подсчитать, что 9 солнечных масс, что составляет 6% массы первоначальных дыр, превратились в гравитационные волны, которые и были зарегистрированы детекторами ЛИГО.
Вот итоговая картинка данных ЛИГО:



На ней хорошо видна щель между нейтронными звездами и черными дырами – щель, которой не должно существовать по моделям звездной эволюции. В ней видно, что черные дыры, регистрируемые по своим аккреционным дискам, дружно начинаются с 5 солнечных масс, хотя теории говорят, что они должны начинаться с 2-3. Эта диаграмма вызывает много вопросов: например, почему аккреционных дисков (=эм сигналов) нет у дыр с массой звезд от 20 до 80 масс солнца? Эта диаграмма показывает, что экспериментальная астрофизика вступила в новую эпоху наблюдений гравитационных волн, черных дыр и нейтронных звезд. Это актуализирует теоретические исследования в области образования наблюдаемого спектра черных дыр, а также их отношения к нейтронным звездам.
Статья на горячую тему образования спектра черных дыр и их взаимоотношения с нейтронными звездами в рамках циклической модели Вселенной была написана мной вместе с российским соавтором, который является директором радиастрономической обсерватории и опытным наблюдателем пульсаров. Мысль о том, что часть черных дыр, которые мы наблюдаем сегодня – особенно в центрах галактик - могла прийти из прошлого цикла Вселенной и образовать темную материю, высказана несколькими серьезными западными авторами. Эта идея активно обсуждается в мировых журналах. Мы в нашей статье исследуем эту модель с помощью численных расчетов - и не только доказываем её соответствие наблюдениям, но и делаем (и доказываем) не менее важное утверждение о том, что часть нейтронных звезд тоже могут оказаться реликтовыми, пришедшими из прошлого цикла. Они должны вносить свой вклад в темную материю, а также отличаться от «свежих» нейтронных звезд своими наблюдаемыми параметрами.

Это абсолютно пионерская работа, которую я считаю важным опубликовать именно в российском журнале (особенно после того, что три свои предыдущих статьи по космологии я опубликовал в западных журналах). И что же? Вот уже ровно год эта статья ходит по редакциям российских журналов, получая отрицательные отзывы, которые не обсуждают сути результатов (для этого ведь надо вдумываться, вчитываться...), а являются классическими отписками – типа «авторы не учли того и сего, поэтому…» или даже откровенно говорят: «предположение авторов противоречит современным представлением, значит, оно неверно». Причем, по рецензиям видно, что статью читали "по диагонали", а сами рецензенты находятся не в пике своей умственной формы: например, один рецензент в своей критике сделал ошибку на несколько порядков, а потом заявил, что мы не учли «аккрецию материи», хотя в модели используется аккреция Бонди-Хойла – и на неё приведена и формула, и пояснение.

Итак, складывается следующая парадоксальная ситуация в российской теоретической науке: двое докторов наук пишут детальную статью (предельного размера = 30 страниц) на важную тему, которая активно обсуждается в мировых журналах. Над этой статьей мы работали много месяцев. Теперь статью просматривает рецензент неизвестной квалификации, но явно не Нобелевский лауреат, который за пару часов делает вывод, что статья неправильная – и быстро-быстро, с жуткими ошибками, пишет отзыв. Если бы мы встретились на семинаре – от него даже перышек не осталось. И я каждый раз писал в редакцию подробный разбор неверных заявлений рецензентов. Но ничего не случилось – и права на обсуждение нам не дали. И это случилось не раз и не два. И это совершенно понятная история конфликта интересов, когда статья, базирующаяся на современных наблюдениях, противоречит моделям, на которых выросли эти рецензенты. Но если не давать возможность для публикации статей, которые противоречат устаревшим теориям, то как будет двигаться наука? Почему я могу опубликовать свои статьи в ведущем мировом журнале типа MNRAS, после внимательного обсуждения с рецензентом, но не могу опубликовать своё мнение в российском журнале, где мне даже рецензентам не дают ответить? Причем время уходит, революционные идеи всегда бродят в воздухе – завтра они будут высказаны кем-то еще в какой-нибудь Канаде или Испании – и российский приоритет уплывет.

Итак, на основании своего недавнего опыта общения с редакциями, вношу в свой личный "черный список" журналы, которые в моих глазах покрыли себя позором в этой истории:
1. «Астрономический журнал» - первый раз туда посылал статью и больше никогда не буду.
2. «Письма в астрономический журнал» - публиковался там в 80-е и 90-е годы очень много, включая статьи, за которые получил Государственную премию СССР. Больше туда ни ногой, самые придурковатые рецензенты были оттуда.
Все рецензии и самые «яркие» перлы из них бережно храню – это отличный материал для будущей научно популярной книги. Но сами эти журналы, в моих глазах, для науки уже не годятся. Я все время защищал РАН от нападок. А теперь подумал – а может и правда, надо снести этот замшелый замок, хотя бы в его теоретической части, и построить заново? Вот только кто строить будет - инфляционщики, да струнщики?

В настоящее время (уже четыре месяца) статья лежит в другом журнале – с таким же рейтингом и переводным, но более далеким от Москвы, что внушает больше надежд. Посмотрим, как будут развиваться события.
krym

Почему гравитация "мгновенна" и не квантуется?

Мне задали хитрый вопрос: «Почему Лаплас оценил скорость гравитации в 50 миллионов скоростей света?» Над ним сломалось немало мудрых голов.
Одновременно, последние недели я веду упорную дискуссию с земляком Дмитрием из Челябинска – об еще одном хитром вопросе: нужна ли свето-временная коррекция координат планеты (то есть поправка между истинным и видимым её положением), если цепь фотонов от этой планеты образуют прямую линию между наблюдателем и истинным положением планеты?
На самом деле эти два вопроса тесно связаны.

Предыстория: Как известно, теория гравитации Ньютона предполагает дальнодействие – то есть бесконечно быстрое распространение гравитационной силы между планетами. Теория Эйнштейна, основанная на конечности скорости света и любого взаимодействия, с практической точки зрения приводит лишь к нескольким тонким эффектам, вроде аномальной прецессии орбиты Меркурия, но – удивительное дело! – с точки зрения скорости распространения гравитации остается на ньютоновских позициях. То есть, между планетами гравитация распространяется мгновенно – в отличие от света. Таким образом, мы видим в телескоп световое эхо планеты Сатурн, с отставанием от реального положения на световой час с лишком, а наша Земля в своем движении реагирует на гравитационное поле настоящего Сатурна - в его истинном положении, которое находится впереди от видимого на (орбитальная скорость 9.7 км/сек, умноженная на 4000 секунд дает) ~ 40 тыс. км, что составляет 2/3 от радиуса Сатурна. Если же мы захотим «исправить» положение и начнем рассчитывать гравитационное взаимодействие внутри Солнечной системы с учетом запаздывания гравитационного взаимодействия (что приведет к тому, что планеты будут притягиваться не к истинному, а к видимому положению планет), то наступит полный хаос: планеты и спутники начнут уползать со своих орбит как тараканы. Именно по стабильности орбиты Луны мудрый Лаплас сделал ограничение снизу на скорость гравитационного взаимодействия – и заключил, что она как минимум в 50 миллионов раз быстрее скорости света (см. Вики «Скорость гравитации»). С ростом точности наблюдений, эта оценка снизу должна повышаться и устремиться в бесконечность. Например, Том Ван Фландерн https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0375960198006501?via%3Dihub
в 1998 году оценил эту минимальную скорость гравитации уже в 20 миллиардов скоростей света. (Он был небесным механиком, главой небесно-механического отдела в Морской обсерватории США, откуда его изгнали за экзотические взгляды. Он их издал толстой книгой, которую мало кто прочитал. Лет 20 назад я его встретил на какой-то конференции возле ящика этих книг – и он мне её вручил.) Но как же теория относительности! – возопит возмущенный и просвещенный человек 21 века. Это возмущение парадоксальной ситуацией до сих пор остается, потому что в гравитационных учебниках это место как-то обходится стороной. У Фейнмана в томе 6 Электродинамика, в главе 21 разбирается вопрос не только отстающих, но и опережающих потенциалов Лиенара-Вихерта, которые компенсируют друг друга. Carlip в 1999 году изложил эту тему для гравитации https://arxiv.org/abs/gr-qc/9909087 – кто хочет, может поломать голову и потренировать математические навыки.

На самом деле, вопрос о «мгновенной скорости» гравитации и о соответственном отсутствии гравитационной аберрации решается довольно просто – так, например, как это написано в https://en.wikipedia.org/wiki/Speed_of_gravity: «A moving body's seeing no aberration in a static field emanating from a "motionless body"». Действительно, рассмотрим ситуацию, когда в пространстве находится гравитирующее и светящееся ПОКОЯЩЕЕСЯ тело – например, Сатурн (рис.1).

Вокруг него расположено статическое гравитационное поле и облако разлетающихся во все стороны фотонов. И вот с этим гравитационным полем и облаком фотонов встречается движущийся с некой скоростью наблюдатель. Фотоны, которые будут попадать в его телескоп, будут падать не «сверху», а немного спереди – как капли дождя попадают в лицо бегущему человеку. Соотвественно, наблюдатель будет видеть Сатурн не на его реальном месте, а со смещением. Этот эффект называется световой аберрацией. Если мы возьмём миллион таких подвижных наблюдателей – и у всех будет разная скорость, то получим миллион видимых положений Сатурна. Но все наблюдатели, измеряя гравитационное поле Сатурна – уверенно укажут на его истинное положение. Об этом говорят, как об отсутствии гравитационной аберрации. Но это отсутствие не связано с «мгновенной» скоростью распространения гравитации, потому что это стационарное поле уже существовало в той точке, где его решил померять наблюдатель. То же самое относится к гравитационному полю любого равномерно движущегося объекта: если можно найти систему отсчета, в которой это поле покоится, то оно будет «мгновенно распространяющимся» (или постоянно существующим) с практической точки зрения. Хотя объекты Солнечной системы нельзя, строго говоря, отнести к равномерно движущимся объектам, но во-первых их ускорения очень малы, а во-вторых, искривленные движения в гравитационных полях – это движение по геодезической, то есть максимально равномерное. Представим себе, что поле планеты резко изменилось – из-за разделения на две половинки, или коллапса, который привел к сбросу части массы в гравитационное излучение. Эти изменения уже нельзя компенсировать какими-то изменениями в скорости наблюдателя – и они будут распространяться со скоростью света, пока не достигнут удаленного наблюдателя. Именно на этом факте и держится явление антигравитации при быстром сбросе гравитационное массы Вселенной.

Очень интересный момент: эта условная «мгновенность» гравитационного взаимодействия связана с ПОЛЕМ, то есть с нечто таким, которое не разбивается на отдельные частицы или кванты. Если представить себе гравитационное поле как набор квантовых гравитонов, которые летают со скоростью света между планетами и звездами и обеспечивают их гравитационные взаимодействия, то сразу возникнет вопрос: а почему нет «гравитонной аберрации», которая должна быть полностью аналогична фотонной или световой аберрации? Если наблюдатель начнет падать на Сатурн, то гравитационное поле для него исчезнет, согласно принципу эквивалентности ОТО, а вот гравитоны от такого маневра исчезнуть не могут (как и фотоны). Именно это является известным камнем преткновения для создания квантовой теории гравитации – потому что, предполагая существование гравитонов, эта теория становится противоречащей принципу эквивалентности ОТО. Полагаю, что вторым, даже более тяжелым, камнем преткновения для квантовой теории гравитации (знают ли об этом квантовые гравитационисты?) будет необходимость создание такой теории, которая базируясь на гравитонах, двигающихся со скоростью света, должна приводить к отсутствию гравитационной аберрации – то есть фактически к бесконечно быстрой передаче взаимодействия между планетами. Это укрепляет мою уверенность, что квантовая теория гравитации не только не нужна для объяснения динамики Вселенной, но и попросту невозможна.
Согласно основному принципу специальной теории относительности, кто равномерно движется – объект или наблюдатель, совершенно неважно. Поэтому, если мы рассмотрим случай, когда Сатурн движется, а наблюдатель покоится, то эффект будет тем же самым: фотоны (= шарики, разбивающие стекло теплицы и мнущие помидоры) будут прилетать от видимого положения Сатурна, а гравитационные детекторы будут указывать на истинное положение планеты.

Обратим внимание на психологически сложный момент на рис.1 и 2: хотя телескоп и теплица указывают на смещенное положение планеты, весь ряд фотонов (=луч), если бы мы охватили его мысленным взором, указывает на текущее положение планеты. Можно представить себе телескопическую систему из нескольких приемников и хорошей синхронизацией, которая бы регистрировала бы поток фотонов на нескольких высотах и указывала бы на истинное, а не на видимое положение объекта. Мы с Дмитрием спорим именно вокруг этого психологически сложного момента, когда луч из фотонов идет от настоящего положения планеты, а из-за локальности сенсора для света, мы «видим» планету смещенной. Ему кажется, что фотоны, хотя и будут падать «сбоку», но, как стрелы, сохранят свое направление «вниз», что даст возможность наблюдателю восстановить истинное направление на планету. Я полагаю, что если рассматривать фотопластинку или матрицу, то там нет направления фотонов – а лишь факт их прилета на пластинку. Направление определяется с помощью телескопа и его оптической системы. Можно ли, условно говоря, по одному фотону (по его свойствам) понять (без помощи телескопа), откуда он прилетел? Это слишком хитрый вопрос для меня, выходящий за рамки моих познаний. Но после всех дискуссий, тема мгновенной скорости гравитации и световой аберрации стала гораздо яснее – по крайней мере, для меня самого. Может, и для кого-нибудь из вас.
krym

О позорище

Натолкнулся на флибусте на резкое критическое замечание от Gangnusa (знал я одного астрономического человека с такой фамилией, но, может, совпадение):

Gangnus про Горькавый: Сказка о том, как астрономы и часовщики спасали моряков (Детская образовательная литература) в 20:42 (+02:00) / 29-07-2020

"Позорище!
"ошибка в одну секунду во времени давала ошибку на четыреста метров в координатах плывущего судна."
Угловая секунда - 20000000/180/60 =31м
Временная - 15х больше = 765м.

Откуда 400?"

Я вздрогнул, и так как отслеживаю ошибки в своих книгах для будущих переизданий, то схватился за листочек и посчитал, что на экваторе ошибка в секунду дает что-то вроде 463 метра ошибки на море. Так как плавают не всегда на экваторе, то я разумно "округлил" до четырехсот метров. Но откуда взялось 765 метров? Всматриваюсь в расчеты критика:
15 х 31 метр = 765 метров

И вот этот умнейший человек мне грубит? Флибуста, забань его за двойку по математике.

Вопрос к наблюдателям-астрономом: Кто использует в своих расчетах свето-временную коррекцию (это когда видимое положение тела отстает от истинного из-за конечности скорости света)? Расскажите, как это происходит, насколько это смещение очевидно и значимо.
krym

Юпитер и Сатурн - два колеса космического поезда -II

Приятели говорят, что у меня руки по локоть в крови (соседей по науке), на самом деле - я добрейший человек, совсем не зверь. Вот диаграмму нарисовал про поезд Юпитер-Сатурн:



Берем короткий отрезок орбиты и принеберегаем медленным собственным вращением Луны. Показано два момента времени и колесо с красной полоской. Случай А - полоска не повернулась. Автомобилисты легко поймут мою терминологию: Луна является случаем мертвого тормоза или юза, когда колесо намертво заклинилось и юзит по земле (по рельсу), сгребая впереди камушки (синие стрелки).
Случай B (Земля) - колесо все еще юзит, при этом медленно вращается, поэтому камушков сгребает поменьше. Красная полоска показывает поворот колеса, но не в полоборота.
Случай С (Юпитер и Сатурн) - плавное качение без юза. Красная полоска сделала точно половину оборота, как и полагается на отрезке пути длиной в ПиЭр.
Случай Д (гипотетический) - если бы Сатурн без уменьшения его собственного вращения переместить на орбиту Урана или Нептуна, где орбитальная скорость станет меньше экваториальной, то был бы случай пробуксовки - когда колесо вращается (красная полоска показывает поврот более полуоборота) почти вхолостую, а машина едет медленно. Камушки вылетают назад.

Полагаю, что случай "качения" Юпитера и Сатурна связан с солнечными приливами, которые заставляют планету застревать в такой скорости вращения - для уменьшения диссипации в приливных горбах. Может, взяться и посчитать, когда время будет?