Тестовые вопросы для проверки теорий гравитации

Николай Жук
На сегодняшний день существует множество различных теорий или вариантов теорий гравитации, разработанных как в рамках общей теории относительности (ОТО) Эйнштейна, так и на принципиально других основах. Чаще всего считается, что современная теория гравитации, т.е. ОТО существует и выдумывать ничего другого не нужно. А задача заключается лишь в том, чтобы объединить данную теорию с электродинамикой, теорией ядерных сил и квантовой механикой.

Тем не менее, находятся энтузиасты как среди профессионалов, так и среди любителей, которые предлагают и принципиально новые теории гравитации. В основном это касается раскрытия природы гравитации без влияния на конечные результаты. Чаще всего доказывается, что на основе предложенной модели гравитации получается закон тяготения Ньютона. При этом авторы таких теорий не обращают внимания на то, что закон тяготения Ньютона является всего лишь приближенным законом, который может применяться только в очень ограниченных случаях. А в случае больших напряженностей гравитационного поля или в космологических масштабах этот закон «не работает». Вот и возникает задача всесторонней проверки такой теории, а еще больше – демонстрации самому автору ее ограниченности.

Впервые подобная задача была сформулирована в 2001 г., когда возникла необходимость всесторонней оценки теории тяготения Н. Д. Колпакова. Тогда в письменном виде было задано автору 50 вопросов, на которые, к сожалению, в течение 2-х лет не было получено ответов. Но опыт постановки вопросов показал, что определенный их набор играет роль своего рода критерия истинности теории и очень полезен при обсуждении новых результатов. Главное, чтобы не было пропущено ни одного значащего направления анализа теории. Тем более, тогда, когда она претендует на фундаментальность или универсальность, затрагивая при этом и другие физические взаимодействия. Вот так и возник достаточно универсальный перечень тестовых вопросов для проверки теорий гравитации.

Кроме того, исследователи (читатели) новых теорий не всегда задумываются над тем, что могут создаваться теории, в которых допускаются ошибки, а могут создаваться и ложные теории (или антитеории), в которых ошибки вводятся преднамеренно, чтобы увести исследователя (читателя) от решения тех или иных проблем, преодоление которых противоречит определенным кругам. Поэтому анализ круга лиц, к которым принадлежит автор, установление истинного авторства, а также тех сил, которые поддерживают предложенную теорию, может раскрыть глаза на истинное состояние дел в этой теории.

I. ВОПРОСЫ СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО ХАРАКТЕРА

1. Кто истинный автор теории?
2. Есть ли соавторы или помощники в разработке теории?
3. Как давно автор разрабатывал ее основы и проверял ее работоспособность?
4. Какие публикации автора (включая известные рукописи) сопровождали этот процесс?
5. Были ли предшественники, прототипы и аналоги его теории?
6. Есть ли заказчик у теории?
7. Какие социальные круги поддерживают эту теорию?
8. Какой масштаб охвата природных явлений предполагает новая теория?
9. Какие технические новшества может она принести?
10. К каким экономическим результатам может привести применение теории?

II. ВОПРОСЫ МЕТОДОЛОГИЧЕСКОГО ХАРАКТЕРА

11. Каков характер теории из возможных трех типов:
- полностью консервативная;
- полуконсервативная;
- неконсервативная?
12. Связана ли теория с метрикой пространства-времени, т.е. является ли она:
- метрической (базирующейся на искривлении пространства-времени);
- биметрической (содержащей нединамическую метрику);
- неметрической?
13. Содержит ли теория 10 законов сохранения:
- энергии (1 закон);
- количества движения (3 закона);
- момента количества движения (3 закона);
- центра масс (3 закона)?
Утвердительный ответ нужно доказать математически.
14. Допускает ли теория лагранжев формализм? И если да, то каков вид лагранжиана и как выводится основное уравнение теории на основе вариационного принципа?
15. Содержит ли теория законы движения:
- в свободном пространстве без влияния локальных сил (закон инерции);
- вблизи массивного тела (закон падения или притяжения)?
Если содержит, то каков вид этих законов, а также каков их вывод из основного уравнения теории?
16. Какая модель Вселенной положена в основу теории, если, конечно, они как-то связаны между собой (поскольку модель Вселенной и ее физические законы неотделимы друг от друга, как курица и яйцо):
- динамическая (расширяющаяся) или статическая;
- однородная или неоднородная;
- изотропная или неизотропная;
- конечная или бесконечная;
- безграничная или имеющая границы;
- устойчивая или неустойчивая;
- плоская, сферическая, эллиптическая или имеющая иную кривизну;
- имеющая ли геодезическую кривизну и какую?
17. Какие категории лежат в основе теории:
- поле;
- частицы;
- пространство-время;
- поле + частицы;
- поле + пространство-время;
- частицы + пространство-время;
- поле + частицы + пространство-время и т.д.
18. Как получены уравнения теории:
- использованы известные уравнения;
- модифицированы известные уравнения;
- составлены на основе каких-либо принципов;
- выведены на основе известных методов;
- выведены на основе новых методов.
19. Существует ли связь гравитации с электродинамикой, ядерными взаимодействиями и квантовой механикой?
20. Какой диапазон масштабов пространства и времени охватывает теория?

IV. ВОПРОСЫ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО (МАТЕМАТИЧЕСКОГО) ХАРАКТЕРА

21. Чем в теории описывается гравитация:
- скаляром;
- вектором;
- тензором?
22. Какова природа гравитации, т.е. какая модель гравитационных взаимодействий положена в основу теории?
23. Связана ли гравитация с геометрической или геодезической кривизной пространства-времени?
24. Выполняется ли в теории принцип суперпозиции, т.е. является ли она линейной или нелинейной?
25. Выполняется ли в теории принцип соответствия, если она является более общей, чем теория Ньютона?
26. Существуют ли в теории инерциальные системы отсчета, и если да – то дайте им определение? Отличаются ли они принципиально от систем координат?
27. Существует ли в теории выделенная (преимущественная) система отсчета, и если да – то перечислите эффекты привилегированного положения? 
28. Существует ли в теории понятие инвариантности физических законов относительно каких-либо преобразований координат, и если да, то что это за группы преобразований?
29. Какова размерность пространства и времени в теории? Связаны ли между собой пространство и время, а если да, то как?
30. Что такое «время» с позиций теории? И зависит ли его течение от движения?
31. Какова энергия связи материального тела со всеми другими массами Вселенной с позиций теории?
32. Допускает ли теория существование эфира, а если да, то какова его структура и численные характеристики?
33. Допускает ли теория деформацию эфира, и если да, то включает ли она такие понятия как «тензор деформации среды» и «тензор инерции», выражаемые тензорами второго ранга (и ни чем иным), а также тензор кривизны среды (или пространства-времени), выражаемый тензором четвертого или какого-либо иного ранга?
34. Как теория объясняет распространение в эфире поперечных волн, в частности, обычных (т.е. поперечных) электромагнитных волн?
35. Допускает ли теория взаимосвязь гравитации с электродинамикой и если да, то какую?
36. Как теория объясняет различие электромагнитных и гравитационных взаимодействий по величине в 1039 раз (по взаимодействию между электронами и позитронами)?
37. Существует ли связь теории с квантовой механикой и если да, то какая?
38. Что означает постоянная Планка с позиций теории?
39. Предусматривает ли теория возможность гравитационного экранирования масс? Есть ли дефект масс в гравитации при слиянии материальных тел?
40. Зависит ли в теории масса тела или, наоборот, сила взаимодействия от скорости его движения?
41. Является ли скорость света в теории максимально возможной или нет? Складывается ли скорость движения тела со скоростью света в каких-либо случаях или эта скорость является абсолютной константой?
42. Какая группа преобразований координат используется для перехода к другой инерциальной системе отсчета?
43. Имеет ли место в теории диссипация энергии при движении материальных тел и распространении электромагнитных волн или других колебательных процессов? И если есть, то каковы ее численные характеристики?
44. Есть ли в теории место продольным электромагнитным волнам, которые реально существуют, генерируются, принимаются экспериментально и проходят сквозь электромагнитные экраны?
45. Допускает ли теория формирование нужных плотностей материи на разных ее уровнях, если теория универсальная?

V. ПРИКЛАДНЫЕ ВОПРОСЫ (СРАВНЕНИЯ И ПРЕДСКАЗАНИЯ)

46. Как теория объясняет дрейф перигелия планет, в частности вековое смещение перигелия  Меркурия на 43’’? Какова формула смещения в Вашей теории и каково численное значение самого смещения?
47. Как теория объясняет отклонение света вблизи массивных тел? Какова формула такого отклонения в Вашей теории и каково численное значение самого отклонения в зависимости от массы тела и прицельного расстояния от его поверхности?
48. Как теория объясняет красное смещение света, излученного с поверхности массивного тела? Какова формула такого смещения в теории и каково численное значение самого смещения в зависимости от массы тела и высоты над его поверхностью?
49. Как теория объясняет «лишнее» запаздывание радиоэха при локации планеты, находящейся за Солнцем, когда радиосигнал проходит возле края Солнца? Какова формула такого запаздывания в теории и каково численное значение самого запаздывания в зависимости от массы тела (Солнца) и прицельного расстояния?
50. Как теория объясняет черноту ночного неба вопреки фотометрическому парадоксу?
51. Как теория разрешает гравитационный парадокс, вытекающий из формулы тяготения Ньютона?
52. Как теория объясняет численное равенство инертной и гравитационной масс, доказанное экспериментально с высокой точностью? Есть ли прямое теоретическое доказательство этой пропорции или тождественного равенства масс?
53. Как теория объясняет микроволновое фоновое излучение космоса с эффективной температурой 2,7 К?
54. Как теория объясняет чернотельный характер микроволнового фонового излучения космоса? А также «рябь» в его интенсивности по всему небосклону?
55. Как теория объясняет красное (космологическое) смещение в спектрах излучения других галактик? Выводятся ли из теории его численные характеристики?
56. Как теория объясняет причины скучивания (стягивания) материи в галактики, в частности, масштабы этого скучивания по массе галактик и среднему расстоянию между ними?
57. Как теория объясняет эффект «мыльной пены» (или сотовый, ячеистый характер) в крупномасштабной структуре Вселенной на масштабах более 100 мегапарсек?
58. Как теория объясняет периодичности в спектрах излучения квазаров, пропорциональные аргументу ln(1+z), где z - параметр их красного смещения?
59. Как теория объясняет (разрешает) вириальный парадокс в астрофизике?
60. Как теория объясняет различие в ходе сверхстабильных часов, перевезенных реактивным самолетом вокруг земного шара по направлению его вращения и против вращения? А также отставание по сравнению с земными часами, если самолет долго летал над одним местом?
61. Как теория объясняет «продление жизни» быстродвижущихся мезонов на целый порядок по сравнению с неподвижными?
62. Как теория объясняет формулу зависимости массы тела от его скорости m = m_0*(1-v^2/c^2)^(1/2), подтвержденную в многочисленных экспериментах и, в особенности, при работе современных ускорителей?
63. Как теория объясняет упругое столкновение быстролетящих частиц, углы разлета которых подчиняются релятивистским законам?
64. Как теория объясняет эффект Комптона, формулы которого также подчиняются релятивистским законам?
65. Как теория объясняет дефект масс, возникающий при ядерных превращениях и подчиняющийся релятивистской формуле dE = dmc^2*(1-v^2/c^2)^(1/2), которая подтверждена как в отдельных экспериментах, так и при работе ядерных реакторов?
66. Как теория объясняет продольный и поперечный эффекты Доплера, формулы которых имеют релятивистские коэффициенты, подтвержденные в экспериментах?
67. Как теория объясняет опыт Физо?
68. Как теория объясняет астрономическую аберрацию света?
69. Как теория объясняет аномальное замедление космических аппаратов типа «Пионер-10/11»?
70. Как теория объясняет малые скорости звёзд и галактик?
71. Как теория объясняет резонансные явления Земли, Солнца и Галактики?
72. Как теория объясняет замедление вращения Земли?
73. Дает ли теория принципиально новые результаты в описании природы?
74. Предлагает ли теория новые эксперименты для ее проверки?
75. Принесла ли теория новые технические решения, полезные людям?

Заключение

Вышеуказанный перечень тестовых вопросов далеко не исчерпывает возможность уточнения отдельных деталей теории, проверки ее внутренней непротиворечивости, а также практического применения или возможного применения теории. Все зависит от конкретных особенностей теории. И эти дополнительные вопросы носят, следовательно, частный характер.

Так, при анализе теории гравитации Колпакова возник вопрос о том, что означает смена знака в расстоянии между зарядами поляра (частицы эфира): прохождение одного заряда сквозь другой или смена вектора поляризации диполя на противоположный (тогда и у зарядов должна быть и своя внутренняя структура).

Или, например, из той же теории следует, что массовая плотность поляра равна 10^{-25} кг/м^{3} (при массе 10^{-88} кг и диаметре 10^{-21} м). Как же в этой теории поляры могут образовать атомное ядро, плотность которого равна 10^{17} кг/м3? Плотности поляров явно недостаточно, даже если их уложить рядом друг возле друга, а разница в 42 порядка чересчур велика, чтобы списывать ее на случайности или округления.

Вот такими частными вопросами и должен дополняться вышеуказанный перечень вопросов, чтобы полностью охватить все аспекты возможного применения теории.

Смотрите другие работы автора - на http://proza.ru/avtor/zhuck.