Анализ обстоятельств одного подтверждения ОТО

Анализ обстоятельств одного подтверждения 
Общей Теории Относительности

Считается, что Теория относительности в составе СТО и ОТО подтверждена практикой. Это так, но это нюансы терминологии. Имеются, как и подтверждения, так и несоответствия. Действительно, все расчеты синхронизирующих систем существующих ускорителей элементарных частиц используют формулы Эйнштейна содержащие преобразования Лоренца. Однако не эти подтверждения считаются основными. Основным подтверждением принято называть объяснение Эйнштейном аномального отклонения прецессии орбиты Меркурия, произведенного на основе ОТО.
 Вот это известное выражение, определяющее аномальную составляющую прецессии: Dp=24*(пи)^3*a^2/c^2*T^2*(1-e^2).    (1)
Выражение универсально и справедливо для любой планеты. В этом выражении a - длина большой полуоси эллипса орбиты, c – скорость света,  T – период обращения, e – эксцентриситет. Для Меркурия величина рассчитанной по этой формуле аномальной прецессии составляет приблизительно 42”, что очень хорошо совпадает с наблюдаемым отклонением.
Формула для расчета аномальной прецессии обнародована Эйнштейном 18 ноября 1915 года во время одного из докладов по ОТО, и была представлена им как результат исключительных возможностей ОТО, недоступных классической теории.
Представленное доказательство было как нельзя кстати. Дело в том, что идеи ОТО практически не воспринимались научным сообществом того времени. Нужно было эффектное событие, подтверждающее теорию – и чудо произошло.
Большинство комментариев в печати осветило сообщение Эйнштейна как предсказание, и такая трактовка продолжалось достаточно долго, что  значительно усиливало рекламный эффект подтверждения ОТО. Здесь, видимо, не обошлось без лоббирования еврейской общиной. 
Мало кто обратил внимание на тот факт, что первое аналитическое решение уравнений Эйнштейна для большого и малого шаровых тел появилось только спустя полгода после предъявления формулы аномальной прецессии Меркурия.
Каким же образом Эйнштейну удалось рассчитать не только прецессию Меркурия, но и выделить составляющую прецессии, которая не учитывается уравнениями Ньютона? Верен ли сам расчет?
Ответ на первый вопрос остается загадкой, а для ответа на второй вопрос необходимо обратиться к истории.

В 1898 году в Германии была опубликована статья немецкого математика Пауля Гербера под названием «Пространственное и временное распространение гравитации» [1]. Автор статьи поставил себе задачу проверить, не являются ли необъяснимые расхождения между реальными значениями прецессий планетных орбит и их расчетными величинами результатом конечности скорости распространения гравитации. Дело в том, что все упомянутые расчеты параметров орбит всегда (и до сих пор) проводились исходя из предположения о моментальном распространении гравитации.

В своих расчетах Гербер использовал принцип запаздывающих потенциалов. А для расчета гравитационного потенциала он воспользовался опытом Маха. Как Гербер пишет: «…потенциал V можно вычислить по методу, описанному в Принципах учения о теплоте Маха, тем, что его принимают равным усреднённому значению всех потенциалов действующих в ближайшей окрестности точки x, y, z».
Еще Гербер полагал, что в притяжении обращающихся тел участвуют оба потенциала взаимодействующих тел.
Кроме того, Гербер использовал при расчетах принцип сложения скорости гравитации со скоростью движения излучающего гравитацию тела, аналогичный баллистической концепцией Ритца, по которой скорость света от движущегося источника С=С0 + V, где V – скорость излучающего объекта, а С0 - константа скорости света.
В результате произведенных расчетов Гербер получил универсальное аналитическое выражение для определения скорости гравитации, исходя из аномального смещения оси эллиптической орбиты любой планеты.

Из всех доступных объектов, обладающих обозначенной аномалией для поставленной задачи наиболее всего подходил Меркурий, для которого погрешность определения аномальной прецессии была минимальной, с него Гербер и начал.
Первая попытка оказалась обнадеживающей. Найденная скорость распространения гравитации получилась равной 305500 км/с.
Гербер не приводит результатов расчета скорости света по параметрам других планет, но в конце статьи сожалеет, что успешное начало не нашло подтверждения во всех остальных случаях. Он пытается найти этому шаткие объяснения, ссылаясь на влияние неизвестных обстоятельств.
Гербер явно огорчен, но всё же приводит результат вычисления ожидаемой аномальной прецессии Венеры, вызванной задержкой гравитации, распространяющейся со скоростью света. При уже найденном решении это сделать совсем не трудно. Искомая (желаемая) прецессия оказалась равной 8”, тогда как реальная не превышает 1”.

В науке всякое добротное исследование, вне зависимости от положительного эффекта, имеет свою ценность. Окончательное выражение, которое приводит Гербер для расчета скорости света по его методу, представлено в следующем виде: 
c^2 =6(пи)*(мю)/a*(1-e^2)*Dp, где а – перигелий, T – период.
мю=4(пи)*а/T^2
Выражение Гербера после подстановки  «мю» и сокращения на «а», приобретает вид
c^2 =24(пи)^3*a^3/T^2*(1-e2)*а*Dp=24(пи)^3*a^2/T^2*(1-e2)*Dp, (2)
т.е. полностью совпадает с выражением Эйнштейна, Dp=24(пи)^3*a^2/T^2*(1-e2)*c^2.  Это неожиданно и довольно странно, если учесть, что все допущения Гербера явно противоречат ОТО. Не противоречит лишь один исходный посыл, по которому постулируется конечность скорости распространения гравитации.
Совпадение двух выражений, полученных в результате независимых расчетов, свидетельствует о большой вероятности их достоверности.

Из выше изложенного следует, что рассчитав аномальную прецессию Меркурия на основе математического аппарата ОТО, Эйнштейн продемонстрировал миру не исключительные возможности ОТО, а то, что ОТО в данном конкретном случае соответствует традиционным представлениям, отличительной особенностью которых является ориентированность на исключительную роль скорости света.
Судя по поведению Эйнштейна, он о работе Гербера ничего не знал. Но в этом случае странно, что представленная в качестве  выдающегося достижения формула аномальной прецессии Меркурия  осталось без должного аналитического анализа.
 
Проведем этот простейший анализ. Предположим, что эксцентриситет планеты плавно уменьшается и стремится к нулю, что соответствует приближению к круговой орбите. При этом величина аномальной прецессии согласно формуле Эйнштейна будет асимптотически уменьшаться, но не до нуля, а до некоторой величины, не очень отличающейся от величин прецессии существенно эллиптических орбит. Что это за величина, что характеризует, и почему она не интересна Эйнштейну? Проверим.

Примем е=0 (круговая орбита) и незначительно преобразуем формулу Эйнштейна, умножив числитель и знаменатель на «а», как это сделано у Гербера. В результате получим: Dp=(24*(пи)^3/а*c^2)*(a^3/Т^2). Но при е=0, «а» представляет радиус орбиты R. Выражение во вторых скобках в соответствии с 3-им законом Кеплера является константой, и ;p можно представить как Dp = k/R, где k – константа, универсальная для всех планет солнечной системы. Судя по этой формуле,  аномалия прецессии Меркурия должна быть максимальной по величине из всех планет Солнечной системы.

Загадочный физический смысл Dp  для круговых орбит легко определяется из элементарного анализа динамики изменения орбит планет в процессе уменьшения их эксцентриситета е=0. Ясно видно,  что Dp в случае кругового обращения является фатальным изменением периода обращения планеты за каждый оборот. Если вдуматься в физический смысл последней фразы, то можно заметить, что это полный абсурд. Чтобы избежать абсурда, необходимо определить, что же происходит с другими параметрами планетной системы. Ранее эти параметра были объявлены неизменными, но они явно уже не могут оставаться таковыми. Единственно разумной возможностью в данной ситуации является предположение, что круговое движение является движением по спирали. Тогда, с точки зрения математического формализма, абсурд ситуации преодолевается. Однако, с энергетической точки зрения, необходимо дополнительно указать источник энергии, являющейся побудителем спирального движения. Выбор не велик. Если приращение ;p положительно, то это значит, что большое тело при нулевом начальном моменте должно раскручиваться в обратную сторону. При этом сохраняется момент системы, но необоснованно растет энергия всей системы. Из этого следует, что ;p может быть только отрицательным. В этом случае и момент и энергия могут сохраняться. Но проявляется неприятная ситуация. Система из двух обращающихся тел оказывается принципиально неустойчивой. Малое тело должно неизбежно упасть на большое. При этом формула не предусматривает отрицательных значений прецессии, что, однако, может быть связано с потерей знака в процессе расчетов или ошибочным выбором направления координат.
 
Странно даже предполагать, что Эйнштейн этого не заметил. Конечно, заметил – и промолчал, до времени. Несколько позже, уже без связи с описываемыми событиями, Эйнштейн объявит о неустойчивости общих решений уравнений ОТО, и для устранения этой неустойчивости введет в них константу - космологический лямбда-член.
Однако, 18 ноября 1915 года Эйнштейн представил свой сенсационный результат расчета как триумфальное достижение ОТО, как доказательство превосходства ОТО перед механикой Ньютона.

Из проведенного анализа формулы аномальной составляющей прецессии планет, предложенной Эйнштейном в 1915 году и Гербером в 1898 году, следует ни чем не подтверждаемый вывод о неустойчивости круговых орбит планетарных систем. Совершенно очевидно, что мнимая неустойчивость напрямую связана с предположением о конечности скорости распространения гравитации.
Кроме того, если два приведенных расчета являются независимыми, то это свидетельствует о том, что единственным выявленным отличием ОТО от механики Ньютона является искажение реальности, вызванной неправомерной подменой моментальной скорости распространения гравитации на конечную скорость света.


Практическая астрофизика всегда использовала, и продолжает использовать, расчеты, в которых скорость распространения гравитации считается моментальной. Это, похоже, соответствует действительности. Соответствующая гипотеза, физически обосновывающая моментальную скорость распространения гравитации, изложена в авторской работе [5]. Истинный материалист должен принимать Мир таким, какой он есть, и стремиться познать его, а не подменять реальность своими представлениями, какими бы идеальными и красивыми они ни казались.

Таким образом, аномальная прецессия планет не имеет отношения к ОТО, и продолжает представлять интереснейший объект для дальнейшего исследования.

 

Нижний Новгород, май 2011г.

Контакт с автором: vleonovich@yandex.ru


Источники информации

1. Пауль Гербер. «Пространственное и временное распространение гравитации», Штаргард, 1898г., Интернет.
2. Н.Т. Роузвер. «Перигелий Меркурия от Леверье до Эйнштейна», Интернет.
3. А.А. Тяпкин. «Об истории возникновения “Теории относительности”», Интернет.
4. Физический энциклопедический словарь. М. Советская энциклопедия, 1983.
5. В.Н. Леонович. «Концепция физической модели квантовой гравитации», Интернет: http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/10168.html.