Глядя на старые книги, я был удивлен, увидев, что «библия» общей теории относительности Мизнера, Торна и Уилера очень сильно поддерживает принцип Маха, который рассматривается в разделе 21.12.
Они начинают с того, что быстро отбрасывают «огромную литературу» «антимахистских» статей, потому что
[...] большинство из них были написаны до того, как у кого-то появилось хоть какое-то понимание проблемы начального значения, которым мы обладаем сегодня.
Далее они математически конкретно формулируют принцип Маха. Очень сильно отредактировано по длине (исходное обсуждение охватывает тысячи слов):
Укажите везде распределение и поток массы-энергии. [...] Эти начальные данные теперь известны, остальные, динамические компоненты уравнения поля определяют 4-геометрию в прошлое и будущее. Таким образом, инерционные свойства каждой пробной частицы определяются везде и во все времена, что дает конкретную реализацию принципа Маха.
Другими словами, они говорят, что принцип Маха — это то же самое, что и возможность вычислить временную эволюцию при заданных начальных данных. Мне кажется, что это крайне слабая, почти тривиальная интерпретация принципа. Можно использовать тот же аргумент, чтобы сказать, что заряды в далекой галактике «определяют» движение зарядов на Земле, потому что у электромагнетизма есть четко определенная проблема начального значения, утверждение, которое столь же тривиально верно и совершенно не имеет значения.
Однако затем MTW продолжает делать свои заявления более количественными, ссылаясь на эффект Ленсе-Тирринга. У меня всегда было впечатление, что крошечная величина этого эффекта показывает, что общая теория относительности лишь немного махистская. Однако МТЗ утверждают, что этого достаточно, чтобы сделать теорию относительности полностью махистской. Они показывают, что для оболочки радиуса и масса вращающийся с угловой скоростью , частота перетаскивания кадров
Книге MTW уже почти 50 лет. Как эти два аргумента обычно рассматриваются в современной литературе? Принимают ли люди сформулированную МТВ формулировку принципа Маха или их затянутый аргумент?
Изменить: вот аргумент MTW для , опять же с излишней многословностью обнажён:
Именно такое отношение примерной идентичности между массовым содержанием Вселенной и ее радиусом в фазе максимального расширения является характерной чертой модели Фридмана и других простых моделей замкнутой Вселенной.
На фазах, отличных от стадии максимального расширения, может стать сколь угодно малым по сравнению с . Тогда отношение может отойти от единицы в десятки раз. Тем не менее, у человека нет другого выбора, кроме как понять, что действующее значение «суммы инерции» по-прежнему равно единице после всех поправок на динамику сжатия расширения, на замедление и т. д. Только так можно сохранить свою неизбежную идентичность с .
Я понятия не имею, что они подразумевают под «действующей ценностью», и они действительно, кажется, просто делают вывод, который хотят. Я действительно не могу следовать рассуждениям здесь, но, возможно, кто-то другой может.
Этот раздел MTW на самом деле не является последовательным аргументом, это скорее набросок исследовательской программы. Они писали в 1960-х (закончили писать в 1970-71). Они говорят: «Много еще предстоит сделать, чтобы объяснить физику, стоящую за этими уравнениями, и увидеть эту физику в действии». Они ожидали, что эти теоретические исследования будут проведены в 1970-х годах.
В 1970-х годах над этим действительно было проделано много работы. Хорошая нетехническая история этого периода дана в Will 1986. По крайней мере, часть того, о чем MTW говорит в этом разделе, оказывается неверным. Они выдвигают аргумент, что Вселенная должна быть замкнутой, но на самом деле доказательства теперь сошлись в том факте, что Вселенная почти плоская в пространстве.
Теперь, когда 1970-е остались в прошлом, а не в будущем, существует иная картина, которая представляет своего рода приблизительное согласие в литературе относительно того, что означает принцип Маха и каков его эмпирический статус. По сути, существовали две выдающиеся тестовые теории: ОТО и гравитация Бранса-Дикке. Если вы сегодня спросите специалиста, насколько махистскими являются эти теории, я думаю, они скажут, по существу, что ОТО менее махистская, а Бранс-Дикке более махистская, но ни абсолютно махистская, ни немахистская. Таким образом, в той мере, в какой сегодня у кого-то есть четко определенный способ описания принципа Маха, все, что мы можем на самом деле сказать, это то, что если принцип Маха верен, Вселенная должна вести себя скорее как гравитация Бранса-Дикке, чем ОТО. Но на самом деле экспериментальная работа 1970-х гг. ), так что вселенная не очень махистская.
Другими словами, они говорят, что принцип Маха — это то же самое, что и возможность вычислить временную эволюцию при заданных начальных данных.
Я не думаю, что это совсем то, о чем говорит этот отрывок. Я думаю, они имеют в виду, что должно быть какое-то ограничение на тип требуемых исходных данных (отсюда их длинное обоснование в пункте (6)), и они, кажется, имеют в виду некоторое усиление того, что люди сегодня обычно ожидают от ОТО. (отсюда требование замкнутой вселенной). То есть они описывают принцип Маха как возможность делать больше с меньшими затратами.
Уилл, Эйнштейн был прав? Проверка общей теории относительности , Basic Books, 1986 г.
любопытный разум
Кнчжоу
Более анонимно