Войти
В теоретической физике, теории Уайтхеда гравитации была введена математик и философ Альфред Норт Уайтхед в 1922 г. В то время как никогда широко признается, в свое время это было с научной точки зрения правдоподобной альтернативой общей теории относительности. Однако после дальнейшего экспериментального и теоретического рассмотрения теория в настоящее время считается устаревшей.
Уайтхед разработал свою теорию гравитации, рассматривая, как мировая линия частицы зависит от линий соседних частиц. Он пришел к выражению для того, что он назвал «потенциальным толчком» одной частицы к другой, что изменило закон всемирного тяготения Ньютона, включив временную задержку для распространения гравитационных влияний. Формула Уайтхеда для потенциального толчка включает в себя метрику Минковского, которая используется для определения причинно-следственных связей между событиями и расчета того, как гравитационные влияния задерживаются на расстоянии. Потенциальный импульс, вычисленный с помощью метрики Минковского, затем используется для вычисления метрики физического пространства-времени, а движение пробной частицы задается геодезической относительно метрики. В отличие от уравнений поля Эйнштейна, теория Уайтхеда линейна в том смысле, что суперпозиция двух решений снова является решением. Это означает, что теории Эйнштейна и Уайтхеда обычно дают разные предсказания, когда речь идет о более чем двух массивных телах.
Следуя обозначениям Чанга и Хэмити, введите пространство-время Минковского с метрическим тензором, где индексы идут от 0 до 3, и пусть массы набора гравитирующих частиц равны.
Это метрика, которая появляется в уравнении геодезических.
Теория Уайтхеда эквивалентна метрике Шварцшильда и делает те же прогнозы, что и общая теория относительности, в отношении четырех классических тестов солнечной системы ( гравитационное красное смещение, искривление света, сдвиг перигелия, временная задержка Шапиро ) и считалась жизнеспособным конкурентом общей теории относительности для несколько десятилетий. В 1971 году Уилл утверждал, что теория Уайтхеда предсказывает периодические изменения локального гравитационного ускорения в 200 раз дольше, чем предел, установленный экспериментом. В учебнике Миснера, Торна и Уиллера « Гравитация» говорится, что Уилл продемонстрировал «теория Уайтхеда предсказывает временную зависимость приливов и отливов в океане, что полностью противоречит повседневному опыту».
Фаулер утверждал, что различные предсказания приливов и отливов можно получить с помощью более реалистичной модели галактики. Рейнхард и Розенблюм заявили, что опровержение теории Уайтхеда приливными эффектами было «необоснованным». Чан и Хэмити утверждали, что подход Рейнхардта и Розенблюма «не обеспечивает уникальной геометрии пространства-времени для общей гравитационной системы», и они подтвердили вычисления Уилла другим методом. В 1989 году была предложена модификация теории Уайтхеда, которая устранила ненаблюдаемые эффекты звездных приливов. Однако модифицированная теория не допускала существования черных дыр.
Клиффорд М. Уилл утверждал, что теория Уайтхеда основывается на предшествующей геометрии. Согласно презентации Уилла (которая была вдохновлена интерпретацией теории Джона Лайтона Синджа ) теория Уайтхеда имеет любопытную особенность, заключающуюся в том, что электромагнитные волны распространяются по нулевым геодезическим в физическом пространстве-времени (как определено метрикой, определенной из геометрических измерений и временных экспериментов)., а гравитационные волны распространяются по нулевым геодезическим плоского фона, представленного метрическим тензором пространства-времени Минковского. Гравитационный потенциал может быть полностью выражен в терминах волн, запаздывающих вдоль фоновой метрики, как потенциал Льенара – Вихерта в теории электромагнетизма.
Космологическая константа может быть введена путем изменения фона метрики к деСиттеру или анти-де Ситтер метрики. Впервые это было предложено Дж. Темплом в 1923 году. Предложения Темпла о том, как это сделать, подверглись критике CB Rayner в 1955 году.
Работа Уилла оспаривалась Дином Р. Фаулером, который утверждал, что представление Уиллом теории Уайтхеда противоречит философии природы Уайтхеда. Для Уайтхеда геометрическая структура природы возникает из отношений между тем, что он называл «действительными событиями». Фаулер утверждал, что философски последовательная интерпретация теории Уайтхеда делает ее альтернативным, математически эквивалентным представлением общей теории относительности. В свою очередь, Джонатан Бейн утверждал, что критика Уилла Фаулером была ошибочной.
