Download 1982 - Ioan N. Popescu - Gravitatia PDF

Title1982 - Ioan N. Popescu - Gravitatia
File Size17.2 MB
Total Pages710
Table of Contents
                            5
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
580
581
582
583
584
585
586
587
588
589
590
591
592
593
594
595
596
597
598
599
600
601
602
603
604
605
606
607
608
609
610
611
612
613
614
615
616
617
618
619
620
621
622
623
624
625
626
627
628
629
630
631
632
633
634
635
636
637
638
639
640
641
642
643
644
645
646
647
648
649
650
651
652
653
654
655
656
657
658
659
660
661
662
663
664
665
666
667
668
669
670
671
672
673
674
675
676
677
678
679
680
681
682
683
684
685
686
687
688
689
690
691
692
693
694
695
696
697
698
699
700
701
702
703
704
705
706
707
708
709
710
711
712
713
714
6
                        
Document Text Contents
Page 2

Ioan N. Popescu • GRAVITAŢIA

"Teoria gravitaţiei, iniţiată de N ewto1t şi
completată de Einstein, se găseşte astăzi
într-o izolare maiestuoasă - un adevărat
Taj Mahal al ştiinţei- care nu are decît
foarte P~tţin sau deloc de-a face cu progresul
rapid din alte ramuri ale ştiinţei".

G. GAMOW,
Laureat al premiului Nobel

Page 355

ţine cont de variaţia în timp a "constantei" gravitaţionale G. ln forma teoriei
in care ecuaţiile de cîmp ale lui Einstein sînt satisfăcute, lungimile, respectiv
dimensiunile corpurilor, se dilată sau se contractă atunci cînd ele sint mutate
dintr-un loc într-altul; cu alte cuvinte, în condiţiile unui G variabil teoria

· relativităţii generale descrie implicit o asemenea comportare "stranie" a materiei
şi spaţiultd. 1 n forma teoriei în care lungimile se comportă "cum se cuvine",
ecuaţiile de cîmp ale lui Einstein ntt mai sînt valide, ele au nevoie de un factor
corectiv, suplimentar.

Dicke arată [60] că între aceste două forme ale teoriei este o deplină echi-
valenţă fizică şi că diferenţa dt:ntre ele constă numai în redefinirea corespunză­
toare a geometriei, adică pînă la urmă, a unităţilor de măsură. ln § 9.4 vom
demonstra că posibilitatea unei astfel de redefiniri este oferită simplu de una
dintre nedeterminările funcţiei Lagrange a mişcării.

Cîmpul scalar Brans-Dicke este un cîmp cu raza de acţiune infinită
(long range ), asemănător cîmpului gravitaţional şi celui electromagnetic.
Interacţiunile long-range sint cauzate de cîmpuri care, în limbajul teoriei
cuantice a cîmpurilor, sînt reprezentate de particule cu masă de repaus zero.
Aceste cîmpuri pot fi bosonice sau fermionice după cum sînt asociate cu
particule de spin 1 sau 1/2. Dicke descrie cîmpul său scalar ca fiind un cîmp
bosonic asociat cu particule neutre de masă zero şi spin integral.

lată cîteva manifestări fizice concrete ale acestui cîmp variabil revelate
de Dicke însuşi [60].

1. Cimpul scalar conduce, practic, adică in spaţiul fizic, la o forţă de
atra~ţie suplimentară între corpuri (alături, evident, de forţa de atracţie
_newtoniană).

2. Cimpul scalar poate fi numai slab; practic tăria sa este de acelaşi
ordin de mărime cu interacţiunea gravitaţională.

3. Interacţiunea unui cîmp scalar cu o particulă materială nu se poate
naşte decît dacă masa particulei este funcţie de acest scalar.

4. Introducerea cîmpului scalar în teoria gravitaţiei face ca această teorie
să devină pe deplin compatibilă cu principiul lui Mach.

Aceasta ar fi in linii foarte generale celebra teorie scalar-tensorială a
gravitaţiei, care încearcă să adapteze relativitatea generală la exigenţele
impuse de ipoteza lui Eddington' şi Dirac, ipoteză confirmată la scară mare
de cele mai noi rezultate ale cercetării de specialitate obţinute în ultimii ani.
Cercetările întreprinse în această direcţie de către unii dintre cei mai eminenţi
oameni de ştiinţă ai anilor noştri au dovedit nu numai posibilităţile relati-
vităţii generale de a se adapta unor necesităţi moderne, dar au revelat în
acelaşi timp valenţe noi, cu totul necunoscute, ale teoriei gravitaţiei şi noi
vom mai avea ocazia să vorbim pe larg despre aceste aspecte insolite, încă
în cuprinsul acestui capitol. Pentru o mai exhaustivă documentare asupra
teoriei scalar-tensoriale a gravitaţiei, al cărui formalism matematic noi nu
l-am putut prezenta decit foarte sintetic aici, recomandăm cititorului referin-
ţele bibliografice de bază: [28], [27], [60], [61], [62].

Constatarea unui G variabil rezultă într-adevăr din foarte multe date
de observaţie şi chiar din rezultatele unor experimente directe { § 9.3); ea
·apare in prezent ca o alternativă majoră pentru multe domenii ale cunoaşterii
{pentru geofizică în special, dar şi pentru alte domenii importante ale fizicii)
în care vechile reprezentări au dus la un adevărat impas. Restructurarea
teoriei gravitaţiei în lumina acestui fapt fizico-empiric cu implicaţii funda-
mentale apare astfel nu ca o opţiune platonică, ci ca o stringentă necesitate

354

Page 356

de strictă actualitate. Teoria scalar-tensorială Brans-Dicke -nu este altceva
decît rezultatul exigenţelor acestei necesităţi.

Din păcate teoria actuală a gravitaţiei nu oferă nici cea mai mică posi-
bilitate de a anticipa asemenea fapte fizico-empirice, posibilitate caţe ar
proba in continuare viabilitatea acestei teorii, deoarece rolul unei teorii Jun-
damentale a fizicii nu este numai acela "de a explica" faptele cunoscute,
ci, mai ales, acela de a anticipa rezultate noi. Fără această funcţie de anti-
cipaţie, care să aibă efecte utile în activitatea ştiinţifică concretă şi nu numai
în domeniul speculaţiei pure, orice teorie a fizicii şi cu atit mai mult una
fundamentală se transformă intr-o coleclie de scheme şi dogme. Iar dacă
faptele fizico-empirice noi impun de fiecare dată restructurări profunde ale
teoriei însăşi, aceasta înseamnă că se pune de -fiecare dată in chestiune nu
valabilitatea sa absolută, ci însăşi valabilitatea cadrului său axiomatic general.

Faptul că co~cluzia G variabil nu rezultă ca o consecinţă naturală a
unui astfel de cadru axiomatic general şi că cîmpul G variabil admis ca un
fait a~compli al naturii trebuie suprapus ad lwc peste cîmpul gravitaţional
relativist, înseamnă în mod practic la ora actuală exploatarea în orb a unui
rezultat revelat într-adevăr de observaţie şi de experienţă, dar nu în toată
generalitatea sa şi nici cu precizia necesară pentru a fi sintetizat concret şi
cu toată rigoarea, adică fără a se face noi ipoteze, intr-o teorie de calibrul
celei care priveşte fenomenul gravitaţional. Această conjunctură nefavorabilă
se repercutează negativ asupra teoriei scalar-tensoriale Brans-Dicke, ca şi
a altor tentative moderne similare. -

Ce reprezintă de fapt această mărime G, de ce scade ea în permanenţă,
este sau nu este această scădere funcţie şi de alţi parametri, cit de mult, sau
mai exact, cît de repede variază ea în timp? Iată numai citeva dintrc;: între-
bările la care noile teorii nu pot răspunde decit prin noi ipoteze specifice.
Măsurarea directă a unei asemenea scăderi a lui G apare acum ca un deziderat
legitim, dar extraordinar de dificil, dacă ne gîndim la valoarea foarte mică
a acestei mărimi (G = 6,67 · 10-s C.G.S.); in prezent tehnica de virf a marilor
laboratoare este solicitată din plin pentru realizarea unei asemenea perfor-
manţe, dar pare foarte problematic dacă ea va avea vreun efect semnificativ
( § 9.3).

Pentru aceste motive rezultatele pur cantitative ale teoriei scalar-ten-
soriale nu reprezintă punctul forte al acestei teorii. Cu adevărat interesante
şi semnificative sint însă valenţele calitative noi pe care le capătă· teoria
gravitaţiei în condiţiile unui G variabil, valenţe pregnant revelate de forma-
lismul matematic Brans-Dicke şi in special fenomenul nerelativist de contrac-
ţie şi dilatare a etaloanelor de lungime şi de timp. Numai prin generalizarea
vechii teorii relativiste a gravitaţiei s..:au putut pune în evidenţă astfel de
valenţe noi, care, aşa cum vom arăta în continuare, au un corespondent real
în mişcarea gravitaţională observată; departe de a fi un "atentat" la frumu-
seţea şi coerenţa ecuaţiilor lui Einstein, teoria scalar-tensorială reprezintă,
dimpotrivă,' o dezvoltare creatoare a teoriei relativiste a gravitaţiei.

Este interesant şi semnificativ faptul că cele mai multe dintre rezultatele
teoriei Brans-Dicke se regăsesc natural în gravitovortex: cimpul "supli-
mentar" G variabil este efectiv o consecinţă intrinsecă şi explicită a acestei
teorii, aşa cum vom demonstra in secţiunea care urmează. Prin aceasta vom
dovedi, o dată în plus, că neavînd nevoie să fie generalizat in nici un fel pentru
a fi pus de acord cu noile date fizico-empirice, gravitovortexul este într-a-
devăr o teorie mai generală a gravitaţiei decît teoria relativităţii generale.

355

Page 709

12.2. Geoelecti ici tate. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 582
12.3. Geomagnetism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 594

12.3.1. Structura observată a cîmpului magnetic terestru şi interpretarea ac-
tuală a acestei structuri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 594

12.3.2. Imaginea gravitovortex a cîmpului magnetic terestru . . . . . . . . . . . . . . 613
12.3.3. Consecinţe mecanice ale cuplajului spin-orbită: variaţia .,negravitaţională"

a oblicităţii eclipticii şi alte cîteva reziduuri ale mişcării planetare
newtoniene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 647

12.3.4. Implicaţiile terestre ale cuplajului spin-orbită. din mişcarea planetară
gravitovortex ............... o •••••••••••••••••••••••• o • • • • • • • • • 656

13. Anexă ...................... o •••••••••••••• o ••••••••••• o ••••••••••••• o • • • • 681

Bibliografie ..................... o ••••••••••••••••• o •••••• o ••••••• o • • • • • • • • • 693

Gravitation (Pleading for a New Theory of Gravitation)

Redactor: VIRGIL SPULBER
Tehnoredactor: CONSTANTIN IORDACHE

Coli de tipar; 44,25. Bun de tipar: 24005.1982.

Tiparul executat sub comand.:t
nr. 854 la

lntreprinderea poligrafică
.13 Decembrie 1918".

str. Grigore Alexandrescu nr. 89-97
Bucureşti

Rep'..lblica Socialistă România

699

Similer Documents