В своих публикациях я часто утверждаю, что в теории относительности геометрические преобразования пространства и времени не имеют отношения к законам физики, потому что пространство и время не имеют физических свойств. Но никто не хочет со мной "бодаться"... Однако недавно получил рецензию от Романа Воробьёва 4 на мою публикацию "Гравитационная волна и горизонтальный сейсмограф." Доводы рецензента очень даже вызывают уважение и вкратце приведу основную мысль Романа.
"В 60-е годы Уиллер доказывает теорему, что поля есть следствие симметрии метрического тензора,
т. е. симметрии деформации пространства и времени. И стало понятно, что физика это прикладная геометрия пространства-времени. Что физики в физике как таковой нет. Только математика. Возникло учение о геометрефизике. Геометрия властвует над всеми науками. Так что геометрия физична."
Очень сильные утверждения и надо делать вид, что понимаешь, иначе сочтут за...
Немного истории. Давид Гильберт в 1900 г. поставил проблему аксиоматизации физики. Для этого нужно было сформулировать n-ое количество аксиом и из них уже логическим путём получать все следствия для познания окружающего мира. Но "недолго музыка играла" и в том же 1900 г. Макс Планк предотвратил ультрафиолетовую катастрофу в излучении света атомами. Появились принцип неопределённости, корпускулярно-волновой дуализм, принцип дополнительности. Нельзя утверждать, что Гильберт ошибался, это математический склад мышления.
С аксиоматизацией физики не получилось. А если заняться геометризацией физики? Вдруг получится? Например, заняться геометрическими деформациями пространства и времени, проверить почти невозможно, но зато феерично. Так появился парадокс близнецов. При высоких скоростях движения у близнеца замедляется время и он становится плоским, как лист бумаги, а когда он возвращается, то время у него уже не возвращается и главное, он остаётся плоским, как лист бумаги. Человечество таких фокусов ещё не знало... А если ещё геометрию пространства искривить гравитационным полем с помощью метрического тензора и все станут кривыми, даже без кривых зеркал... А если весь физический мир свести к разновидности геометрического поля, то какие перспективы открываются перед человечеством... Но единая геометризованная теория поля, почему-то, не удалась. А может потому и не получилась, что и специальная и общая теория относительности - это геометрические манипуляции с пространством и временем, не имеющими отношения к законам физики.
Но вернёмся к доводам Романа и переведём понятие "метрический тензор" на понятный язык физики и геометрии. Физическое поле, например, гравитационное, можно измерить, в геофизике есть даже метод гравиразведки. Что такое метрический тензор или метрика? В общей теории отностиельности метрика рассматривается в качестве фундаментального физического поля (гравитационного). Можно согласиться, что гравитационное поле - фундаментальное поле. Но кто доказал, что метрика -фундаментальное и даже физическое поле? Каким прибором можно измерить метрику? Это геометрическое понятие. Получается, что физическому гравитационному полю теоретически присвоили геометрическое свойство и стали теоретически деформировать геометрию пространства. Геометрию, конечно, можно деформировать, но у пространства нет физических свойств и его невозможно деформировать, разве что виртуально. Но следует признать, что геометрические преобразования могу быть безупречными и нет необходимости их опровергать математически.
Но есть ещё его величество эксперимент. Сто лет назад было получено первое экспериментальное подтверждение искривления пространства гравитационным полем Солнца. С этого подтверждения начинается триумфальное признание теорий Эйнштейна. "Нет, ребята, всё не так. Всё не так, ребята". Сомнительность искривления пространства уже тогда была известна, потому что у Солнца есть прозрачная атмосфера и отклонение лучей света далёких звёзд объясняется обычным преломлением в раскалённой атмосфере Солнца. Более того, в раскалённой пустыне на Земле тоже наблюдается "искривление пространства" в виде миражей. И даже последнее экспериментальное обнаружение волн кривизны пространства-времени объясняется земными причинами - дрейфом северо-американского континента, потому что измерительные интерферометры - это сверхчувствительные горизонтальные сейсмографы, которые невозможно защитить от дрейфа континента. Гравитационных волн не существует по законам физики.
Теория может быть математически безупречной и даже красивой, но красота царицы наук может быть обманчивой из-за сомнительных исходных постулатов, предположений и допущений. Красивые теории лучше не проверять экспериментально, от этого они тускнеют. Но у релятивистской физики есть примечательная особенность забалтывать противоречия и парадоксы посредством тёмной энергии и тёмной материи. И результаты экспериментов можно интерпретировать и так и этак. И все при делах - в поисках тёмной энергии, такой же материи и чёрных дыр.Здесь Нобеля могут дать...
Тем не менее, геометрические представления в физике успешно применяются без деформаций пространства и времени. Есть волновая и геометрическая оптика. Эффекты интеференции, дифракции объясняются волновыми представлениями. Отражение и преломление - геометрическими представлениями. Мы понимаем, что геометрические представления - это идеализация и геометрических лучей не существует, но такая идеализация волнового движения энергии очень даже удобная. Я геофизик и у нас есть даже учебник "Геометрическая сейсмика".
Но когда игнорируют законы волнового движения энергии в космологии, то начинают манипулировать геометрией всей Вселенной. Можно посмотреть "Сейсмическая томография и красное смещение спектров" (рисунки нужно увеличить).