Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Теориялық физикада Уайтхедтің гравитация теориясын математик және философ Альфред Норт Уайтхед 1922 жылы ұсынды. Бұл теория кеңінен қабылдалмаса да, бір кезде жалпы салыстырмалылық теориясына ғылыми тұрғыдан мүмкін балама болды. Дегенмен, одан әрі тәжірибелік және теориялық зерттеулерден кейін, қазіргі таңда бұл теория көне деп есептеледі.
In theoretical physics, Whitehead's theory of gravitation was introduced by the mathematician and philosopher Alfred North Whitehead in 1922. While never broadly accepted, at one time it was a scientifically plausible alternative to general relativity. However, after further experimental and theoretical consideration, the theory is now generally regarded as obsolete.
Негізгі ерекшеліктері
Уайтхед гравитация теориясын бөлшектердің әлем сызығының жақын орналасқан бөлшектердің әсеріне қалай тәуелді екенін қарастыру арқылы жасады. Ол бір бөлшектің екіншісіне қатысты "потенциалдық серпімі" деп аталатын өрнекке келді, ол Ньютонның жалқы гравитация заңына гравитациялық әсерлердің таралуына уақыт кешігуін қосу арқылы түзету енгізді. Уайтхедтің потенциалдық серпім формуласы Минковский метрикасын қамтиды, ол қай оқиғалардың себеп-салдар байланысында екенін анықтауға және гравитациялық әсерлердің қашықтыққа байланысты қанша кешігетінін есептеуге қолданылады. Минковский метрикасы арқылы есептелген потенциалдық серпім физикалық кеңістік-уақыт метрикасын есептеу үшін пайдаланылады, ал сынақ бөлшегінің қозғалысы метрикаға қатысты геодезиялық сызық бойынша сипатталады. Эйнштейннің өріс теңдеулерінен айырмашылығы, Уайтхед теориясы сызықтық, яғни екі шешімнің суперпозициясы да шешім болып табылады. Бұл Эйнштейн мен Уайтхед теорияларының екіден астам массивті денелер қатысқанда әдетте әртүрлі болжамдар беретінін білдіреді. Сондай-ақ, ол жалпы салыстырмалылық теориясымен салыстырылатын төрт классикалық Күн жүйесінің сынақтары (гравитациялық қызыл жылжу, жарық бұрылу, перигелий жылжу, Шапиро уақыт кешігуі) бойынша бірдей болжамдар жасайды және ондаған жылдар бойы жалпы салыстырмалылықтың бәсекелесі ретінде қарастырылды. 1971 жылы Уилл Уайтхед теориясы экспериментпен белгіленген шектен 200 есе ұзақ жергілікті гравитациялық үдеудің периодтық өзгеруін болжайтынын айтты. Миснер, Торн және Уилердің "Гравитация" оқулығында Уиллдің "Уайтхед теориясы мұхиттың толқындарының уақытқа тәуелділігін болжайды, бұл күнделікті тәжірибеге толық қайшы келеді" деген тұжырымы келтірілген. Фаулер галактиканың көбірек нақты моделі арқылы әртүрлі толқындық болжамдар алуға болатынын дәлелдеді. Рейнхардт пен Розенблум Уайтхед теориясын толқындық әсерлер арқылы жоққа шығару "негізсіз" екенін мәлімдеді. Чианг пен Хамити Рейнхардт пен Розенблумның тәсілі "жалпы гравитациялық жүйе үшін бірегей кеңістік-уақыт геометриясын қамтамасыз етпейді" деп санайды және олар Уиллдің есептеулерін басқа әдіспен растады. 1989 жылы Уайтхед теориясының байқалмаған сидериялық толқындық әсерін жойған модификациясы ұсынылды. Алайда, модификацияланған теория қара тесіктердің болуына мүмкіндік бермеді. Субрахманян Чандрасекар: "Уайтхедтің философиялық қабілеті Эйнштейнді сынағанда оған көмектеспеді" деп жазды.
Whitehead developed his theory of gravitation by considering how the world line of a particle is affected by those of nearby particles. He arrived at an expression for what he called the "potential impetus" of one particle due to another, which modified Newton's law of universal gravitation by including a time delay for the propagation of gravitational influences. Whitehead's formula for the potential impetus involves the Minkowski metric, which is used to determine which events are causally related and to calculate how gravitational influences are delayed by distance. The potential impetus calculated by means of the Minkowski metric is then used to compute a physical spacetime metric , and the motion of a test particle is given by a geodesic with respect to the metric Unlike the Einstein field equations, Whitehead's theory is linear, in that the superposition of two solutions is again a solution. This implies that Einstein's and Whitehead's theories will generally make different predictions when more than two massive bodies are involved. and makes the same predictions as general relativity regarding the four classical solar system tests (gravitational red shift, light bending, perihelion shift, Shapiro time delay), and was regarded as a viable competitor of general relativity for several decades. In 1971, Will argued that Whitehead's theory predicts a periodic variation in local gravitational acceleration 200 times longer than the bound established by experiment. Misner, Thorne and Wheeler's textbook Gravitation states that Will demonstrated "Whitehead's theory predicts a time dependence for the ebb and flow of ocean tides that is completely contradicted by everyday experience". Fowler argued that different tidal predictions can be obtained by a more realistic model of the galaxy. Reinhardt and Rosenblum claimed that the disproof of Whitehead's theory by tidal effects was "unsubstantiated". Chiang and Hamity argued that Reinhardt and Rosenblum's approach "does not provide a unique space time geometry for a general gravitation system", and they confirmed Will's calculations by a different method. In 1989, a modification of Whitehead's theory was proposed that eliminated the unobserved sidereal tide effects. However, the modified theory did not allow the existence of black holes. Subrahmanyan Chandrasekhar wrote, "Whitehead's philosophical acumen has not served him well in his criticisms of Einstein."
Философиялық даулар
Клиффорд М. Уилл Уайтхед теориясының алдыңғы геометрияны қамтитынын айтты. Уиллдің баяндамасы бойынша (Джон Лайтон Сингге-нің теорияны түсіндіруіне сүйенген), Уайтхедтің теориясының ерекшелігі – электромагниттік толқындар физикалық кеңістік-уақыттағы нөлдік геодезиялармен (геометриялық өлшемдер мен уақыт эксперименттерінен алынған метрикамен анықталған) таралады, ал гравитациялық толқындар Минковский кеңістігі-уақытының метрикалық тензорымен бейнеленген жазық фондағы нөлдік геодезиялармен таралады. Гравитациялық потенциал электромагниттік теориядағы Лиенард-Вихерт потенциалы сияқты, фондық метрика бойынша кешіктірілген толқындар арқылы толыққандай өрнектеле алады. Космологиялық тұрақтыны фондық метриканы де Ситтер немесе анти де Ситтер метрикасына өзгерту арқылы енгізуге болады. Бұл идеяны алғаш рет 1923 жылы Г. Темпл ұсынған. Темплдің оны қалай істеу керектігі туралы ұсыныстарын 1955 жылы К. Б. Рейнер сынға алды. Уиллдің жұмысына Диан Р. Фаулер қарсы шығып, Уиллдің Уайтхед теориясын ұсынуы Уайтхедтің табиғат философиясына қайшы келеді деп мәлімдеді. Уайтхед үшін табиғаттың геометриялық құрылымы «нақты жағдайлар» деп атаған қатынастардан туындайды. Фаулер Уайтхед теориясының философиялық тұрғыдан дәйекті түсіндірілуі оны жалпы салыстырмалылық теориясының баламалы, математикалық тұрғыдан теңдестірілген ұғымы етеді деп санайды. Ал Джонатан Бэйн Фаулердің Уиллге жасаған сынысы дұрыс емес екенін айтты.
Clifford M. Will argued that Whitehead's theory features a prior geometry. Under Will's presentation (which was inspired by John Lighton Synge's interpretation of the theory), Whitehead's theory has the curious feature that electromagnetic waves propagate along null geodesics of the physical spacetime (as defined by the metric determined from geometrical measurements and timing experiments), while gravitational waves propagate along null geodesics of a flat background represented by the metric tensor of Minkowski spacetime. The gravitational potential can be expressed entirely in terms of waves retarded along the background metric, like the Liénard–Wiechert potential in electromagnetic theory. A cosmological constant can be introduced by changing the background metric to a de Sitter or anti de Sitter metric. This was first suggested by G. Temple in 1923. Temple's suggestions on how to do this were criticized by C. B. Rayner in 1955. Will's work was disputed by Dean R. Fowler, who argued that Will's presentation of Whitehead's theory contradicts Whitehead's philosophy of nature. For Whitehead, the geometric structure of nature grows out of the relations among what he termed "actual occasions". Fowler claimed that a philosophically consistent interpretation of Whitehead's theory makes it an alternate, mathematically equivalent, presentation of general relativity. In turn, Jonathan Bain argued that Fowler's criticism of Will was in error.