ЭлементыЭлементы большой науки
Жизнь в науке. Дневники
Главная / Дневники / Игорь Баяк / Запись

О ГРАВИТАЦИОННОЙ МАССЕ МАТЕРИАЛЬНОЙ ТОЧКИ

bayak
14.02.2009
13:09

Согласно классическим представлениям, материальная точка это особенность потенциального векторного поля, а гравитационная масса материальной точки это характеристика её ньютонова потенциала, и вычисляется она как интеграл по замкнутой поверхности евклидова пространства, в который попадает материальная точка, от ортогональных проекций напряжённости гравитационного поля на предельно малые элементы этой поверхности.

Однако, благодаря трансцендентному разуму А. Эйнштейна, классическая концепция материальной точки была заменена на (как оказалось более адекватную) геометрическую идею, согласно которой материальная точка это не особенность векторного поля а особенность псевдориманова многообразия. Несмотря на то, что классический (полевой) предел у теории гравитации А. Эйнштейна существует, хотелось бы получить обратный предел, т.е. переход от полевой теории к геометрической. Насколько я понимаю, попытки в этом направлении делались, но безуспешно. В этой связи, хочу предложить свой вариант.

Программа:

1. Строим отображение пространства Минковского на цилиндрическое многообразие.

2. В пространстве Минковского постулируем полевую теорию как динамическую теорию минимальных векторных полей.

3. Выделяем из этой теории только такие периодические векторные поля, которые отображаются на цилиндрическое многообразие.

4. На прямом произведении линий тока минимального векторного поля и минимальных поверхностей, образованных ортогональными минимальному векторному полю поверхностями цилиндрического многообразия, индуцируем псевдориманову метрику.

Попытка развернуть программу предпринята здесь. В моём варианте понятие материальной точки трансформируется в топологическую особенность векторного поля цилиндрического многообразия, линии тока которого замыкаются там в окружность. Вне этой особенности линии тока минимального векторного поля цилиндрического многообразия соответствуют временной координате, а минимальные поверхности, образованные минмиальными векторными полями, соответствуют 3-мерному пространственному подмногообразию индуцированного псевдориманова (лоренцева) многообразия.

Ответить предыдущая | следующая

КОММЕНТАРИИ:

15.02.2009 11:42#
О гравитационной массе материальной точки
Может я не очень понимаю Вашу программу, но у меня сама идея вызывает несколько иные ассоциации. Прежде всего с тем, как появляются точечные особенности на евклидовой двумерной плоскости. Тут для этого идеально работают конформные отображения и связанные с ними аналитические функции комплексной переменной. В частности, взяв натуральный логарифм от комплексного числа, мы, вместо плоскопараллеьного векторного поля получаем поле точечного источника, вихря (в случае мнимой величины множителя перед логарифмом)) или вихреисточника (в случае комплексной величины множителя).
Однако аналогичный фокус в четырехмерном евклидовом пространстве, а тем более в пространстве Минковского уже НЕ ПРОКАТИТ. В них ИНАЯ по размерности группа конформных преобразований. Поэтому отображайте хоть на цилиндр, хоть на тор, хоть еще на что: результат будет один - что-то, где-то, но не сростется..
Однако из всех псевдоевклидовых и псевдоримановых пространств имеется одно исключение - двумерный случай. На псевдоевклидовой плоскости, как и на евклидовой конформная группа также бесконечномерна. И что замечательно, та же самая логарифмическая функция, однако уже на псевдоевклидовом двумерном пространстве-времени дает векторное поле гиперболических аналогов источника (стока), вихря и вихреисточника. Причем векторные поля, образованные этими гиперболическими точечными особенностями, оказываются гиперболически потенциальными и соленоидальными. В случае вещественной величины множителя при логарифме мы всегда можем ее трактовать как гравитационную массу точки, практически точно также как в комплексном случае аналогичную величину имели право трактовать как электрический заряд, сосредоточенный в особой точке аналитической функции.
Можно этот подход распространить и на многомерное пространство-время, только метрику его наужно отказаться связывать с квадратичной метрической функцией с ее бедными на конформные преобразования свойствами, а перейти к финслеровым метрическим функциям, имеющим как в случаях евклидовой и псевдоевклидовой плоскостей бесконечнометрные конформгые группы.
15.02.2009 14:16#
bayak
О гравитационной массе материальной точки
Дмитрий, спасибо за комментарий (которых здесь не густо), но отвечу Вам прямо. Вы меня толкаете на сужение задачи до векторных полей, ассоциированных с конформными отображениями. Мне бы не хотелось этого делать, ограничусь пока известным дифференциальным уравнением минимальности векторного поля псевдоевклидова пространства с метрикой (-,+,+,+). Впрочем, связь между конформными отображениями и минимальными поверхностями евклидова пространства, установленная ещё Вейерштрассом, возможно имеет место и случае пространства Минковского.

А уж переход на рассмотрение векторного поля финслерова пространства (случай безусловно интересный) явно не просматривается в моей программе. Насколько я понимаю, в финслеровом пространстве должны работать дифференциальные операторы, инвариантные относительно соответствующих финслеровых преобразований, а у меня работает оператор типа д'аламбера, т.е. квадратичный.
15.02.2009 16:15#
О гравитационной массе материальной точки
> Вы меня толкаете на сужение задачи до векторных полей, ассоциированных с конформными отображениями.

Нет, задачу не сужаю, наоборот, предлагаю по максимуму расширить. Не станете жв Вы предложение обратить внимание на изометрические преобразования внутри конформных на евклидовой плоскости, как призыв сузить возможности самих конформных преобразований. И первые и вторые - непрерывные симметрии, играющие фундаментальную роль. В финслеровых пространствах, есть место и для более интересных обобщений конформных преобразований, так что тут наблюдается не сужение задачи, а наоборот, серьезное расширение. А сужение, как раз, происходит в римановых пространствах, где даже конформные группы катастрофически бедны, отказ же от конформных симметрий в чем-то равнозначен отказу от группы движений.

>Мне бы не хотелось этого делать, ограничусь пока известным дифференциальным уравнением минимальности векторного поля псевдоевклидова пространства с метрикой (-,+,+,+). Впрочем, связь между конформными отображениями и минимальными поверхностями евклидова пространства, установленная ещё Вейерштрассом, возможно имеет место и случае пространства Минковского.

Не знаком, но думаю, что это предположение имеет место быть..

>А уж переход на рассмотрение векторного поля финслерова пространства (случай безусловно интересный) явно не просматривается в моей программе. Насколько я понимаю, в финслеровом пространстве должны работать дифференциальные операторы, инвариантные относительно соответствующих финслеровых преобразований, а у меня работает оператор типа д'аламбера, т.е. квадратичный.

Дык в том-то и беда, что соответствующий оператор (в случае n>2) связан лишь с конечнопараметрическими группами непрерывных симметрий. Неужели так сложно сообразить, что от симметрий просто так нельзя отказываться?.. Я еще понимал бы, если как раньше, примеров более богатых на симметрии четырехмерных пространств просто не знали..

Кстати, Вы пробовали сравнивать разнообразие применения оператора Даламбера в случае двух измерений с бОльшим их числом? Неужели и такое сравнение ни о чем не говорит?
15.02.2009 21:41#
bayak
О гравитационной массе материальной точки
>...сужение, как раз, происходит в римановых пространствах, где даже конформные группы катастрофически бедны, отказ же от конформных симметрий в чем-то равнозначен отказу от группы движений.

Мы друг друга не понимаем. Векторные поля евклидовых пространств не ограничиваются конформно-симметричными векторными полями, ассоциированными с конформными преобразованиями евклидова пространства. О векторных полях римановых пространств речь у меня не идёт вообще.

>Дык в том-то и беда, что соответствующий оператор (в случае n>2) связан лишь с конечнопараметрическими группами непрерывных симметрий. Неужели так сложно сообразить, что от симметрий просто так нельзя отказываться?.. Я еще понимал бы, если как раньше, примеров более богатых на симметрии четырехмерных пространств просто не знали..

Дмитрий, я не ищу конформно-симметричные векторные поля. Я всего лишь хочу получить минимальные векторные поля, которые удовлетворяют принципу экстремальности функционала потока векторного поля через элементарную площадку. Может быть при некоторых размерностях и сигнатурах метрики псевдоевклидова пространства минимальные векторные поля и будут локально конформно-симметричными. Этого я не знаю. Возможно всё это известные вещи, а может быть вопрос требует исследования.

>Кстати, Вы пробовали сравнивать разнообразие применения оператора Даламбера в случае двух измерений с бОльшим их числом? Неужели и такое сравнение ни о чем не говорит?

Не понял о чём Вы говорите.
16.02.2009 07:55#
О гравитационной массе материальной точки
>Мы друг друга не понимаем. Векторные поля евклидовых пространств не ограничиваются конформно-симметричными векторными полями, ассоциированными с конформными преобразованиями евклидова пространства. О векторных полях римановых пространств речь у меня не идёт вообще.

Я то Вас, более менее, понимаю, Вы же, согласен, нет. У Вас действительно и речи не имеет смысла вести о полях связанных с конформной группой, так как множество таких полей в четырехмерном псевдоевклидовом пространстве крайне бедно. Из всех римановых и псевдоримановых пространств исключениями являются только двумерные, где множество таких полей бесконечно. Именно этот печальный факт толкает Вас и других физиков, берущих за основу своих построений пространство Минковского отказываться от замечательных следствий преобразований связанных с непрерывными симметриями и искать счастья в чуть ли не произвольных преобразованиях и связанных с ними полях. Но за отказ от симметрий приходится расплачиваться, в частности, вы теряете опору непротиворечивым примененеием законов сохранения, самым тесным образом связанными именно с непрерывными симметриями. Обратите более пристальное вниманеие на конформные преобразования комплексной плоскости. Среди них нет ни одного, которое не имело бы физического смысла, причем законы сохранения на соответствующих полях выполняются автоматически. Разве это не подсказка, по какому пути следует вести поиск? Вы же, как и большинство физиков, с упорством достойным лучшего применения цепляетесь за геометрию, которая просто более привычна, пусть и в ущерб симметриям. Я хоть и не физик, но опрометчивость подобной жертвы для меня совершенно очевидна, равно как и последствия :(


>Дмитрий, я не ищу конформно-симметричные векторные поля. Я всего лишь хочу получить минимальные векторные поля, которые удовлетворяют принципу экстремальности функционала потока векторного поля через элементарную площадку. Может быть при некоторых размерностях и сигнатурах метрики псевдоевклидова пространства минимальные векторные поля и будут локально конформно-симметричными. Этого я не знаю. Возможно всё это известные вещи, а может быть вопрос требует исследования.

Конформно-симметричные поля в пространстве Минковского и не имеет смысла искать, их всего-то, грубо говоря, два типа: связанные с линейной и дробнолинейной функциями, то есть, с параллельными прямыми векторными линиями и с концентрическими гиперболами. Естетсвенно, что на таком "разнообразии" содержательной физики не построишь. Вы не понимаете другого, что отказавшись от непрерывных симметрий в принципе Вы ступили на скользкую дорожку построения физики в отрыве от законов сохранения. А оно Вам надо?

Что касается Вашего непонимания моего вопроса о двумерном случае уравнения Даламбера и соответствующем операторе - обратите внимание, что из всех псевдоевклидовых пространств разных размерностей, только в этом случае множество решений бесконечномерно (как и конформная группа такого пространства). По сути, это означает, что только в двумерном пространстве-времени с квадратичным типом метрики можно развлекаться с широким разнообразием нелинейных преобразований не отораваясь от законов сохранения. Кстати, именно это обстоятельство на полную катушку и используют суперструнщики, объявляющие свое направление, чуть ли не единственным претендентом на будущее физики..
18.02.2009 17:02#
wandarer
О гравитационной массе материальной точки
А.Н. Петров в своих лекциях рассмотрел задачу как из геометрической формулировки ОТО получить полевую формулировку: http://www.astronet.ru/db/msg/1170672 . В чем-то Ваша задача похожа, хотя и взаимнообратна.
19.02.2009 01:43#
bayak
О гравитационной массе материальной точки
Спасибо, я посмотрел его лекции. Действительно, обсуждаемая там полевая формулировка ОТО фактически является переформулировкой геометрической формулировки ОТО. Мне же хотелось получить геометрический формализм как следствие применения векторно-полевой динамики.
Вести дневник и оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи
Логин:
Пароль:
Зарегистрироваться
Последние сообщения
Помощь
Всего дневников: 640

Пользователей
в системе: 2725

Всего записей
и комментариев: 48547

Записей и комментариев
за последние 24 часа: 18

АКТИВНЫЕ ДНЕВНИКИ


 
Энциклопедия | Новости | Блоги | Календарь | Право | Библиотека | Детские вопросы | ЖОБ При поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия