Релятивистская теория гравитации

Релятиви́стская тео́рия гравита́ции (РТГ) в теория гравитации, основанная на представлении гравитационного поля как симметричного тензорного физического поля валентности 2 в пространстве Минковского. Разрабатывается академиком РАН А. А. Логуновым с группой сотрудников. Теория в целом практически неизвестна и не цитируется за пределами русскоязычной группы Логунова, а также подверглась существенной критике.

Отличия от общей теории относительности

В ряде работ авторы теории утверждают, что РТГ имеет следующие отличия от общей теории относительности (ОТО):

• Гравитация есть не геометрическое поле, а реальное физическое силовое поле, описываемое тензором.

• Гравитационные явления следует рассматривать в рамках плоского пространства Минковского, в котором однозначно выполняются законы сохранения энергии-импульса и момента количества движения. Тогда движение тел в пространстве Минковского эквивалентно движению этих тел в эффективном римановом пространстве.

• В тензорных уравнениях для определения метрики следует учитывать массу гравитона, а также использовать калибровочные условия, связанные с метрикой пространства Минковского. Это не позволяет уничтожить гравитационное поле даже локально выбором какой-то подходящей системы отсчёта.

Как и в ОТО, в РТГ под веществом понимаются все формы материи (включая и электромагнитное поле), за исключением самого гравитационного поля. Однако плотность лагранжиана гравитационного поля $L_{g}$ в ней зависит как от метрического тензора $\gamma ^{ik}$, так и от гравитационного поля $\varphi^{ik}$, чем она и отличается от ОТО, в которой плотность лагранжиана зависит лишь от метрического тензора риманова пространства $g^{ik}$. Следствия из теории РТГ, по утверждениям создателей, таковы: чёрных дыр как физических объектов, предсказываемых в ОТО, не существует; Вселенная в пространственно плоская, однородная, изотропная, неподвижная; во Вселенной (если понимать под ней лишь материю Вселенной, но не математические, то есть идеальные и абстрактные, объекты) сингулярностей не существует.

Существуют явления, для которых закономерности, предсказываемые ОТО и РТГ, которые возможно наблюдать или измерять в эксперименте при существующем уровне техники, сходны, и есть такие, для которых они резко различны К сходным можно отнести величины замедления течения времени в слабых гравитационных и акселерационных полях, отклонение луча света вблизи массивного тела и др. К резко различным можно отнести характер гравитационных волн: в ОТО они поперечные квадрупольные, в РТГ они продольные (как предполагают, именно поэтому поиск волн по ОТО и не увенчался сколько-нибудь однозначным успехом; по РТГ же их никто пока и не искал).

Критика

C другой стороны, существуют не менее убедительные аргументы противников РТГ, сводящиеся к следующим положениям:

• РТГ есть биметрическая теория, в случае безмассового гравитона эквивалентная так называемой полевой трактовке ОТО как надстройке над ненаблюдаемым пространством Минковского: «В релятивистской теории гравитациив фигурируют в точности те же лагранжианыв, которые приводят к уравнениям гравитационного поля», «математическое содержание РТГ сводится к математическому содержанию ОТО (в полевой формулировке)» . Этот аргумент в таком изложении, правда, не учитывает возможных топологических различий между обычной моделью ОТО (где топология решения не фиксирована, так как уравнения Эйнштейна локальны) и моделью РТГ (где фактически постулируется тривиальная топология пространства-времени Минковского), или же, по крайней мере, маскирует их.
• Случай массивного гравитона в РТГ не даёт правильного ньютоновского предела при переходе к массе равной 0, и, следовательно, бессмысленен (см. Гравитация с массивным гравитоном). Существуют также проблемы, связанные со скалярной степенью свободы гравитационного поля в РТГ с массивным гравитоном: это поле оказывается "призрачным", то есть его возбуждения обладают отрицательной энергией, что приводит к нестабильности любой системы в такой теории.
• Дополнительные уравнения РТГ представляют собой всего лишь координатные условия: «Весь набор уравнений РТГ в терминах метрики искривленного пространства-времени можно свести к уравнениям Эйнштейна плюс гармоническое координатное условие, столь успешно использовавшееся Фоком» .
• Вышеприведённые следствия из РТГ являются лишь следствием неточностей: несуществование чёрных дыр в следствием невозможности покрыть одной координатной картой, эквивалентной пространству-времени Минковского, пространство-время сколлапсировавшего в чёрную дыру объекта (упомянутое различие в топологии решений); космологических предсказаний в следствием принятых координатных условий в сочетании с совершенно произвольным дополнительным допущением о вложенности световых конусов реального пространства в конусы пространства Минковского.