Поляризуемый вакуум - Polarizable vacuum

В теоретическая физика, особенно крайняя физика, поляризуемый вакуум (PV) и связанная с ним теория относятся к предложениям Гарольд Путхофф, Роберт Х. Дике, и другие для разработки аналога общая теория относительности описать сила тяжести ^[1] и его отношение к электромагнетизм.

Описание

По сути, Дике и Путхофф предположили, что наличие массы изменяет электрическая проницаемость и магнитная проницаемость квартиры пространство-время, ε_о и μ_о соответственно, умножив их на скалярную функцию, K:

ε_о→ ε = Kε_о, μ_о→ μ = Kμ_о

утверждая, что это повлияет на длину линейок из обычной материи, так что в присутствии гравитационного поля метрика пространства-времени Пространство-время Минковского заменяется на

${ displaystyle ds ^ {2} = - { frac {1} { kappa ^ {2}}} dt ^ {2} + kappa ^ {2} , (dx ^ {2} + dy ^ {2 } + dz ^ {2})}$

куда ${ Displaystyle каппа ^ {2} = К}$ так называемый "диэлектрическая проницаемость вакуума ". Это «диагональная» метрика, представленная в виде декартовой карты и имеющая такой же стратифицированный конформно плоский форма в Теория гравитации Ватта-Мизнера. Однако, согласно Дике и Путхоффу, κ должно удовлетворять уравнению поля, которое отличается от уравнения поля теории Ватта-Миснера. В случае статического сферически-симметричного вакуума это дает асимптотически плоское решение

${ displaystyle kappa = exp (m / r) = 1 + m / r + O left ({ frac {1} {r ^ {2}}} right)}$

Получающееся лоренцево пространство-время согласуется с аналогичным решением в теории Ватта-Миснера, и оно имеет тот же предел слабого поля и такое же дальнее поле, что и Вакуум Шварцшильда решение в общей теории относительности, и оно удовлетворяет трем из четырех классические тесты релятивистской гравитации (красное смещение, отклонение света, прецессия перигелия Меркурия) в пределах точности наблюдений. Однако, как показал Ибисон (2003), это дает другое предсказание для вдоха пробных частиц из-за гравитационного излучения.

Однако требование стратифицированной конформно плоской метрики исключает возможность восстановления слабого поля Метрика Керра, и, безусловно, несовместимо с утверждением, что PV может дать Общее "приближение" общая теория относительности. В частности, эта теория не показывает перетаскивание кадра последствия. Кроме того, влияние гравитационного излучения на пробные частицы сильно различается между скалярными теориями и тензорными теориями гравитации, такими как общая теория относительности. LIGO не предназначен в первую очередь как тест, исключающий скалярные теории, но, как многие ожидают, сделает это как побочный эффект, когда обнаружит однозначные сигналы гравитационных волн, демонстрирующие характеристики, ожидаемые в общей теории относительности.

Ибисон рассмотрел «космологическое решение» ФВ, аналогичное пылевому раствору Фридмана с плоскими ортогональными гиперграницами в общей теории относительности, и утверждает, что эта модель несовместима с различными наблюдательными и теоретическими ограничениями. Он также обнаруживает, что степень инспирального несогласия с наблюдениями. Последний результат не согласуется с результатом Ватта и Мизнера, чье лоренцево многообразие отличается от ФВ в случае космологии.

Широко признано, что никакая скалярная теория гравитации не может воспроизвести все успехи общей теории относительности, вопреки утверждениям Путхоффа. Можно отметить, что Де Феличе использует учредительные отношения получить тензор восприимчивости который живет в пространственных гиперпространствах; это обеспечивает дополнительные степени свободы, которые помогают восполнить степень свободы, отсутствующую в PV и других скалярных теориях.

Модифицированная модель PV

В 2005 году Депп предложил модификацию оригинальной PV-работы Дике, которая устраняет многие из приведенных выше возражений. Пересмотренная модель не является заменой общей теории относительности, но призвана дать представление о возможной физике, лежащей в основе общей теории относительности.

Депп представляет лагранжево поле PV, из которого может быть получено точное решение Шварцшильда и точное решение Рейсснера-Нордстрома. Кроме того, также показано, что перенормировка заряда электрона может быть получена из модели, которая хорошо согласуется с КЭД.^{[2] [3] [4]}

Дезиато утверждает, что модификация Деппа на самом деле была поправкой, которая постоянно использует показатель преломления c / K. При этом исходные формулировки Дике и Путхоффа были несовместимы, и в главном члене лагранжиана использовалось c ^ ​​4 / K или c ^ 4 / K ^ 2, а не выражение Деппа (c / K) ^ 4. PV и GR теперь находятся на одной экспериментальной основе, потому что они производят идентичные метрические прогнозы. Иллюстрация того, что PV - это просто альтернативная интерпретация того же явления, которое описывается GR, и хорошо подходит для инженерных целей.

Дезиато недавно опубликовал в JBIS статью, в которой использовал модифицированную фотоэлектрическую модель для получения альтернативы уравнению деформирующего двигателя Алькубьерре и предлагает иную интерпретацию плотности отрицательной энергии, необходимой для достижения этой цели.^[5]

Критика

Обобщение

Сам Путхофф, по-видимому, предложил различные характеристики своего предложения, которое по-разному охарактеризовано как

• попытка переформулировать общая теория относительности в терминах чисто формальной аналогии с распространением света через оптическую среду,
• попытка заменять общая теория относительности со скалярной теорией гравитации, имеющая формальные аналогии с теорией электромагнетизма Максвелла,
• попытка объединить гравитации и электромагнетизма в теории электрогравитация,
• попытка предоставить физический механизм о том, как пространство-время искривляется в общей теории относительности, что предполагает (Путхоффу) возможность «метрическая инженерия» для таких целей, как движение космического корабля (см. Прорывная программа по физике силовых установок ).

ФВ берет свое начало в более распространенных работах таких физиков, как Роберт Дике.^{[нужна цитата ]}, но в современном языке этот термин, по-видимому, наиболее тесно связан со спекуляциями Путхоффа. Заявления не были приняты в обычной физике.^{[нужна цитата ]}

Не единая теория поля?

Основные физики соглашаются, что PV^{[нужна цитата ]}

1. не жизнеспособен как объединение гравитации и электромагнетизма
2. не "переформулировка" общей теории относительности,
3. не жизнеспособная теория гравитации, поскольку она нарушает наблюдательные и теоретические требования.

Связанных с работой

Антецеденты PV и более поздние связанные предложения включают следующее:

1. Предложение 1921 г. Х. А. Уилсон свести гравитацию к электромагнетизму, проводя формальную аналогию между «искривлением света» в метрические теории гравитации и распространение света через оптическую среду, имеющую пространственно изменяющиеся показатель преломления. Подход Уилсона к единая теория поля сегодня не считается жизнеспособным.
2. Попытка (примерно 1960-1970 гг.) Роберт Дике и Фернандо де Феличе воскресить и улучшить идею Вильсона об оптическом аналоге гравитационных эффектов. Если его консервативно интерпретировать как попытку предоставить альтернативный подход к гтп, а не как работу над теорией, объединяющей электромагнетизм и гравитацию, это не является необоснованным подходом, хотя, скорее всего, имеет довольно ограниченную полезность.
3. Предложение 1967 г. Андрей Сахаров что гравитация может возникнуть из-за нижележащих квантовая теория поля эффекты, в некоторой степени аналогичные тому, как (простая) классическая теория упругости возникает из (сложной) физики частиц. Эта работа обычно считается основной и не совсем неправдоподобной, но в высшей степени спекулятивной, и большинство физиков, похоже, считают, что в ней достигнут незначительный прогресс.
4. В серии статей Бернард Хайш и Альфонсо Руэда предложили, чтобы инерция массивных предметов возникает как «сила электромагнитной реакции», за счет взаимодействия с так называемыми поле нулевой точки. Согласно господствующей физике, их претензии основаны на неправильных вычислениях с использованием квантовой теории поля.
5. Недавние работы, во многом мотивированные открытиями Эффект Унру, Радиация Хокинга, и термодинамика черной дыры, разработать полную теорию физических аналогов, таких как оптические черные дыры. Это не работа в направлении единой теории поля, но в другом смысле ее можно рассматривать как работу в направлении еще более амбициозного объединения, в котором некоторые из самых известных эффектов обычно приписываются общей теории относительности (но на самом деле являются общими для многих метрических теорий гравитации) будет рассматриваться как существенно термодинамические эффекты, а не конкретно гравитационные эффекты. Эта работа вызвала большой интерес, поскольку она может позволить экспериментальную проверку основной концепции излучения Хокинга, которое широко считается одним из самых революционных предложений в физике двадцатого века, но которое в его гравитационном воплощении кажется невозможным проверить экспериментально. в земных лабораториях.
6. Предложение 1999 года Кейта Уотта и Чарльз В. Миснер из скалярная теория гравитации который постулирует стратифицированный конформно плоский метрика формы ${ displaystyle ds ^ {2} = - exp (2 , phi) + exp (-2 phi) (dx ^ {2} + dy ^ {2} + dz ^ {2}}$, заданный относительно Декартова диаграмма, где φ удовлетворяет некоторому уравнение в частных производных который в вакуумной области сводится к плоское пространство-время волновое уравнение ${ displaystyle Box phi = 0}$. Это «игрушечная теория», а не полноценная теория гравитации, поскольку, как указали Ватт и Миснер, в то время как эта теория действительно имеет правильную Ньютоновский предел, это не согласуется с результатами некоторых наблюдений.

Смотрите также

• Индуцированная гравитация (по предложению Сахарова)
• Уравнения Максвелла в искривленном пространстве-времени
• Электромагнитный тензор энергии-импульса

Рекомендации

Эта статья включает в себя список общих Рекомендации, но он остается в основном непроверенным, потому что ему не хватает соответствующих встроенные цитаты. Пожалуйста, помогите улучшать эта статья введение более точные цитаты. (Июнь 2009 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения)

• Виссер, Мэтт (2005). «Аналоговая гравитация». Живые обзоры в теории относительности. Архивировано из оригинал на 2012-02-22. Получено 2006-06-02.
• Ибисон, М. (2003). «Исследование поляризуемой вакуумной космологии». arXiv:Astro-ph / 0302273.
• Ватт, Кейт и Миснер, Чарльз (10 октября 1999 г.). «Релятивистская скалярная гравитация: лаборатория численной теории относительности». arXiv:gr-qc / 9910032.
• Путхофф, Х. Э. (2002). "Поляризуемое-вакуумное (PV) представление общей теории относительности". Основы физики. 32 (6): 927–943. Дои:10.1023 / А: 1016011413407. S2CID  118146080. arXiv eprint
• де Феличе, Ф. (1971). «О гравитационном поле, действующем как оптическая среда». Общая теория относительности и гравитации. 2 (4): 347–. Bibcode:1971GReGr ... 2..347D. Дои:10.1007 / BF00758153. S2CID  115547188.
• Дике, Р. Х. (1957). «Гравитация без принципа эквивалентности». Обзоры современной физики. 29 (3): 363–376. Bibcode:1957РвМП ... 29..363Д. Дои:10.1103 / RevModPhys.29.363.
• Уилсон, Х.А. (1921). «Электромагнитная теория гравитации». Физический обзор. 17 (1): 54–59. Bibcode:1921PhRv ... 17 ... 54Вт. Дои:10.1103 / PhysRev.17.54.

внешняя ссылка

• Х. Э. Путхофф, М. Ибисон, Подход "метрической инженерии" поляризуемого вакуума к эффектам типа GR, Конференция MITRE, Маклин, Вирджиния, 8 мая 2003 г. С веб-сайта EarthTech, компания, основанная Путхоффом.
• Х. Э. Путхофф, С. Р. Литтл, М. Ибисон, Разработка поля нулевой точки и поляризуемого вакуума для межзвездного полета, Институт перспективных исследований, Остин, Техас, январь 2001 г.
• Т. Дж. Дезиато, Электромагнитный квантово-вакуумный варп-привод, Журнал Британского межпланетного общества, (2015), выпущен в феврале 2016 г.

Примечания