КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ РАБОТ А.А. ЛОГУНОВА ПО ТЕОРИИ ГРАВИТАЦИОННОГО ПОЛЯ

Автор – Беляков Сергей Васильевич, доктор физико-математических наук.

 

После открытия в XVII веке закона всемирного тяготения следующим шагом в познании гравитации стало создание А. Эйнштейном в первой половине XX века общей теории относительности (ОТО). Следует сказать, что ОТО, как физическая теория, имеет серьезные недостатки, на которые обращали внимание физики сразу после публикаций А.Эйнштейном первых статей об ОТО. Однако экспериментальные открытия гравитационных эффектов, которые были предсказаны Эйнштейном, отодвинули критику ОТО на второй план. И лишь только в конце XX века академик А.А. Логунов, тщательно проанализировав ОТО и ее недостатки, вместе со своими сотрудниками из Московского университета создал релятивистскую теорию гравитации (РТГ) [1-7]. Сам А.А. Логунов считал РТГ альтернативой ОТО; в основании РТГ лежит специальная теория относительности (СТО), а гравитация интерпретируется наличием физического тензорного гравитационного поля со спинами 2 и 0. Надо отметить, что многие ученые не считали и не считают РТГ новой теорией. Так, академик Я.Б. Зельдович полагал, что РТГ – это та же самая теория, что и ОТО [8]. В то же время крупный голландский астрофизик и физик-теоретик Т.М.Ньюенхайзен считает, что от ОТО следует отказаться и перейти на более правильную теорию – РТГ [9]. Существует точка зрения, что РТГ является логическим завершением ОТО, а заслугой Логунова и его коллег является то, что ими в ОТО были расставлены все точки над i. И все же надо сказать, что широкому кругу физиков, в том числе и тем, кто занимается исследованиями гравитации, РТГ мало известна и редко цитируется. Возможно, что это связано с тем, что освоение логической структуры и математического аппарата ОТО потребовало от исследователей значительных интеллектуальных усилий, и потому после того, когда ОТО вошла, что называется, в кровь и плоть, им отказаться от нее и перейти к другой теории очень трудно чисто психологически. Вдобавок авторитет А. Эйнштейна, Д. Гильберта и других выдающихся ученых, занимавшихся ОТО, также оказывает известное психологическое давление.

Данная статья написана для тех, кто интересуется гравитационными явлениями и хочет познакомиться с основными положениями РТГ и с ее предсказаниями, а также провести сравнение данной теории с ОТО.

 

Подобно тому, как в электродинамике источниками поля являются токи и заряды (их количественной характеристикой может служить четырехмерный вектор тока jν), в гравитации источником поля является материя, которую количественно можно описать тензором энергии-импульса. Поэтому в РТГ источником поля объявляется тензор энергии-импульса всей материи, причем включая также и гравитационное поле. А. Эйнштейн еще в 1913 г. писал [10], что “тензор гравитационного поля  является источником поля наравне с тензором материальных систем. Исключительное положение энергии гравитационного поля по сравнению со всеми другими видами энергии привело бы к недопустимым последствиям”. Именно эта идея А. Эйнштейна и была положена в основу построения релятивистской теории гравитации. Следует отметить, что при построении общей теории относительности Эйнштейном эта идея реализована не была, поскольку вместо тензора энергии-импульса гравитационного поля в ОТО возник псевдотензор гравитационного поля. Все это произошло из-за того, что Эйнштейн не рассматривал гравитационное поле как физическое поле (типа Фарадея–Максвелла) в пространстве Минковского. Именно поэтому в уравнениях ОТО не содержится метрика пространства Минковского.

При построении РТГ А.А.Логунов использовал полевой подход, т.е. исходил из того, что гравитационное поле, как и электромагнитное является физическим полем. Полевой подход к гравитации имеет долгую историю. Еще А. Пуанкаре в работах 1905–1906 гг. рассматривал гравитационное поле как физическое поле в духе Фарадея–Максвелла в рамках СТО. Гораздо позднее, в 1960-х годах В. Тирринг [11] и Р. Фейнман [12] также развивали этот подход, но пришли к тем же уравнениям ОТО Эйнштейна и, следовательно, к тем же физическим следствиям. В связи с этим сформировалось представление, что полевой подход ничего нового, кроме интерпретации, дать не может. Однако оказалось, что это далеко не так. Построенная А.А.Логуновым и его коллегами РТГ [1–7] привела к другой физической системе гравитационных уравнений, отличной от уравнений ОТО, и тем самым, к другим предсказаниям относительно различных гравитационных эфектов во Вселенной, а также эволюции самой Вселенной. Тем не менее, при описании гравитационных явлений в солнечной системе результаты РТГ и ОТО совпадают, если при получении их в ОТО следовать не А. Эйнштейну, а В.А. Фоку [13].

Уравнения электродинамики Максвелла в отсутствии гравитации в произвольных координатах можно записать в следующем виде:

 

γαβDαDβAν + μ2Aν = 4πjν,                                                (1)

DνAν = 0 .

 

В данной системе уравнений величина Aν – является четырехмерным потенциалом поля, а jν – четырехмерный вектор тока. В уравнениях (1) для общности введен параметр μ, который в естественной системе единиц (ħ = c = 1), является массой фотона. Здесь Dα и γαβ — ковариантная производная и метрический тензор в пространстве Минковского. Из этих уравнений видно, что сохраняющийся заряженный векторный ток jν является источником векторного электромагнитного поля Aν. Поскольку наряду с сохраняющимся током jν имеется другая сохраняющаяся величина — плотность тензора энергии-импульса материи tμν —, то естественно ее и объявить источником универсального тензорного поля φμν. Так как гравитация также универсальна (об этом свидетельствуют опытные данные), то естественно объявить поле φμν гравитационным полем.

По аналогии с электродинамикой чисто формально систему гравитационных уравнений можно записать в виде

 

γαβDαDβ ˜φμν + m2 ˜φμν = 16πtμν,                                              (2)

Dμ ˜φμν = 0 .                                                         (3)

 

Здесь m — масса покоя гравитона; ˜φμν — плотность поля.

__

˜φμν = √−γ φμν, γ = det(γμν) < 0 .

 

Но запись уравнений (2) и (3) пока весьма условна, поскольку не определена тензорная величина tμν.

Плотность тензора энергии-импульса материи состоит из плотности тензора энергии-импульса вещества tμνM и плотности тензора энергии-импульса гравитационного поля tμνg :

 

tμν = tμνg + tμνM .

 

Взаимодействие гравитационного поля и вещества учитывается в плотности tμνM. Под веществом подразумеваются все другие виды материи, кроме гравитационного поля.

Уравнения (2) и (3), которые формально получены по аналогии с электродинамикой и объявлены уравнениями гравитационного поля, были выведены А.А. Логуновым, основываясь на принципе наименьшего действия. В этом случае получается также и явное выражение для плотности тензора энергии-импульса гравитационного поля и вещества. Очень важно подчеркнуть, что А.А. Логунов осуществил это, исходя из общих положений.

В работах [4, 5, 7] была однозначно получена полная плотность лагранжиана в виде

ℒ = ℒg(γμν, ˜gμν) + ℒM(˜gμν, φA) ,                                        (4)

где ℒg  равна

__       __

g = (1/16π) ˜gμν(Gμνλ GλσσGμσλ Gνλσ) − (m2/16π) (½ γμν ˜gμν − √−g − √−γ ) ,    (5)

 

Gμνλ  = ½ gλσ (Dμgσν + DνgσμDσgμν) .

 

Здесь φA — поля вещества. Эффективная риманова метрика выражается через поле φμν следующим образом:

__

˜gμν = ˜γμν + ˜φμν,     ˜gμν = √−g gμν .                                           (6)

 

Итак, как показано в [4, 5, 7], уравнения вида (2) и (3) следуют из принципа наименьшего действия с лагранжианом (4–5). Стоит обратить внимание, что в плотности лагранжиана ℒM не присутствует метрика пространства Минковского. Именно поэтому из общего вида плотности лагранжиана ℒM следует, что гравитационное поле ˜φμν действует на вещество так, что его движение в пространстве Минковского с метрикой γμν выглядит как движение в эффективном римановом пространстве с метрикой gμν. Причем риманово пространство нигде не вводится. Оно само возникает как эффективное, обязанное действию гравитационного поля. Если в общей теории относительности риманово пространство вводится изначально, то в РТГ оно само возникает, но только как эффективное. И что особенно важно, метрика этого пространства, согласно (6), описывается в одной системе координат. Но это означает, что эффективное риманово пространство имеет простую топологию в отличие от ОТО, где топология риманова пространства может быть и очень сложной, и для описания метрики необходим атлас карт. Именно даже поэтому полевой подход не может приводить к ОТО. Однако в работах [11, 12] этого было упущено из виду.

Используя плотность лагранжиана (4) и (5) и принцип наименьшего действия, можно получить полную систему уравнений гравитационного поля и в другой форме:

 

(Rμν − ½ gμνR) + (m2/2) [gμν + (gμαgνβ − ½ gμν gαβ)γαβ] = 8πTμν ,             (7)

 

Dμ˜gμν = 0 .                                                         (8)

 

Здесь Tμν – тензор энергии-импульса вещества, а для тензора Rμν справедливо соотношение Rμν = gμαgνβRαβ, где Rαβ – тензор Риччи. Система уравнений (7) и (8) является гиперболической. Эти уравнения общековариантны относительно произвольных преобразований координат и форминвариантны относительно преобразований Лоренца.

Как известно, в общей теории относительности выводятся уравнения гравитационного поля (так называемые уравнения Гильберта–Эйнштейна). Уравнения (7) и (8) отличаются от уравнений Гильберта–Эйнштейна тем, что в систему уравнений (7) входит дополнительный член, обязанный массе гравитона, а также метрический тензор γμν пространства Минковского. Оставаясь в рамках ОТО, такой член невозможно построить. Он возникает с необходимостью только в полевом подходе к гравитации. Вторая система уравнений (8), которая здесь возникает из принципа наименьшего действия, обеспечивает исключение из тензорного поля φμν спин 1, оставляя только спины 2 и 0. В ОТО для полноты уравнений используют дополнительно нековариантные координатные условия, которые не могут быть универсальными. Академик В.А. Фок при решении уравнений Гильберта–Эйнштейна для островных систем (например, солнечной системы) считал необходимым использовать гармонические условия [13], которые отличаются от (8) тем, что вместо ковариантной производной там стоит обычная производная. Но такие условия В.А.Фок вводил только для островных систем.

В своих ранних работах [1, 2] А.А.Логунов и его коллеги при описании гравитации полагали, что уравнения Гильберта–Эйнштейна, дополненные уравнениями (8), и являются полной системой уравнений, описывающих гравитацию в полевом подходе. Слабым местом при этом описании было то, что уравнения (8) не являлись следствиями принципа наименьшего действия. Они впервые были введены, как всеобщие и универсальные, исходя из спиновых свойств гравитационного поля. Но при этом оказалось, что при таком описании физические величины зависят от калибровочных преобразований, что не является допустимым. С другой стороны, использование уравнений (8) в соединении с уравнениями Гильберта–Эйнштейна еще не означает введение в теорию метрику Минковского, поскольку в уравнения (8) входит не метрика, а только символы Кристоффеля. И лишь в дальнейшем, после детального анализа стало ясно, что полевая теория гравитации с необходимостью требует введения массы покоя гравитона, что и обеспечивает введение в теорию гравитации пространства Минковского.

Таким образом, согласно созданой релятивистской теории гравитации пространство-время описывается псевдоевклидовой геометрией (пространство Минковского), а поэтому имеют место все законы сохранения энергии-импульса и момента количества движения. Принцип относительности Пуанкаре строго выполняется, а следовательно, ускорение имеет абсолютный смысл. В ОТО ситуация другая. А. Эйнштейн в 1929 г. писал [14]: “Исходным пунктом теории служит утверждение, что не существует физически выделенного состояния движения, т. е. не только скорость, но и ускорение не имеет абсолютного смысла”.

Решения уравнений гравитационного поля должны удовлетворять принципу причинности. Для любого изотропного вектора uμ, для которого γμνuμuν = 0, необходимо выполнение условия причинности:

 

gμν uμ uν ≤ 0 .                                                         (9)

 

Именно только в этом случае времениподобные векторы в римановом пространстве остаются времениподобными и в пространстве Минковского, а изотропные также не выходят за конус причинности пространства Минковского. Это приводит к тому, что существует глобальная пространственноподобная поверхность и имеется геодезическая полнота.

Псевдоевклидова геометрия, определяемая тензором γμν, в принципе, физически наблюдаема. Действительно, на основании (7) можно получить

 

(m2/2) γμν(x) = 8π(Tμν − ½ gμν T) − Rμν + (m2/2) gμν .                   (10)

 

Отсюда очевидно, что, измеряя по движениям пробных тел и света эффективную риманову метрику gμν, с помощью (10) можно вычислить метрику исходного пространства Минковского. Поэтому утверждения в работах [11, 15], что метрика пространства Минковского не наблюдаема, не являются верными.

Особо следует отметить, что рассмотрение гравитационного поля как физического поля в пространстве Минковского с необходимостью потребовало введения массы покоя гравитона. Именно только с помощью введения массы гравитона и становится возможным считать тензор энергии-импульса всей материи, включая гравитационное поле, источником гравитационного поля в пространстве Минковского. Но эти обстоятельства остались без внимания авторов [11, 12].

Теперь остановимся на сравнении исходных общих положений РТГ и ОТО. В 1921 г. в статье “Геометрия и опыт” [16]: А. Эйнштейн писал: “. . . вопрос о том, имеет этот континуум евклидову, риманову или какую-либо другую структуру, является вопросом физическим, ответ на который должен дать опыт, а не вопросом соглашения о выборе на основе простой целесообразности”. Это, конечно, правильно. Но при этом сразу возникает вопрос: какой опыт? Опытных фактов может быть достаточно много. Так, например, изучая движение света и пробных тел, можно, в принципе, установить геометрию пространства-времени. Необходимо ли и ее положить в основу физической теории? На первый взгляд, на этот вопрос можно ответить утвердительно. И, казалось бы, вопрос исчерпан. Именно по этому пути и пошел А. Эйнштейн при построении ОТО. Пробные тела и свет движутся по геодезическим линиям риманова пространства-времени. Риманово пространство он и положил в основу теории. Кривизна в каждой точке риманова пространства определяется находящимися в нем тяготеющими телами. Искривление пространства, согласно Эйнштейну, мы ощущаем как гравитацию. Этот подход, однако, ведет не только к отказу того, что гравитационное поле не является физическим полем в духе Фарадея–Максвелла, но также и к отказу от законов сохранения.

В самом деле, в теоретической физике доказывается, что закон сохранения энергии является следствием однородности времени, закон сохранения импульса – следствием однородности пространства, а закон сохранения момента импульса – следствием изотропности пространства. Но с другой стороны, согласно ОТО, каждая точка пространства-времени характеризуется своей величиной кривизны, которая может меняться от точки к точки. Поэтому в ОТО пространство-время не является однородным и изотропным. Это ведет к нарушению законов сохранения. Однако в то же время все виды материи подчиняются законам сохранения энергии-импульса и момента количества движения. Эти законы, возникшие путем обобщения многочисленных опытных данных, характеризуют общие динамические свойства всех форм материи, вводя универсальные характеристики, которые позволяют количественно описать превращение одних форм материи в другие. Ведь все это тоже опытные данные, ставшие фундаментальными физическими принципами. Как быть с ними? Если следовать А.Эйнштейну и положить в основу риманову геометрию, тогда от них следует отказаться. Первым, кто осознал это и подчеркивал данное обстоятельство в своей работе [17], был Д. Гильберт. Многие исследователи, к сожалению, до сих пор не понимают, что ОТО не совместима с законами сохранения. Другие это прекрасно понимают и, более того, считают это большим достижением ОТО, предлагая от универсальности законов сохранения отказаться. Но это была бы слишком дорогая цена, и было бы чересчур легкомыслено без должных экспериментальных оснований соглашаться на отказ от этих законов. Более естественно сохранить их для всех физических полей, в том числе и для гравитационного. Но в этом случае в основу теории необходимо положить пространство Минковского, т.е. псевдоевклидову геометрию пространства-времени. Этот путь и был выбран при прстроении РТГ. Фундаментальные принципы физики, отражающие многочисленные опытные факты, четко указывают, что именно псевдоевклидову геометрию пространства-времени необходимо положить в основу теории гравитации.

Таким образом, действительно, вопрос о структуре геометрии пространства-времени является вопросом физическим, ответ на который должен дать опыт, только структура геометрии пространства-времени определяется не частными опытными данными о движении пробных тел и света, а фундаментальными физическими принципами, опирающимися на всю совокупность опытных фактов. Именно в этом пункте исходные посылки построения РТГ совершенно отличаются от представлений, которые А. Эйнштейн положил в основу ОТО. Исходные посылки РТГ находятся в полном соответствии с представлениями Пуанкаре и теория строится на базе СТО. Этого нет в ОТО; причем А. Эйнштейн даже гораздо позднее, в 1949 г., писал [18]: “В рамках специальной теории относительности нет места для удовлетворительной теории тяготения”. К сожалению, эти факты упускаются из виду теми, кто использует ОТО в своих исследованиях. По этому поводу А.А. Логунов писал [7]: При построении теории гравитации А. Эйнштейн и Д. Гильберт совершили принципиальный отход от специальной теории относительности, который и привел к отказу от законов сохранения энергии-импульса и момента количества движения, а также к возникновению нефизических понятий о нелокализуемости гравитационной энергии и многому другому, что не имеет отношения к гравитации. Они покинули удивительной простоты мир пространства Минковского и вошли в дебри римановой геометрии, которые затянули последующие поколения ученых, занимающихся гравитацией.

 

Естественно, что следствия, вытекающие из ОТО и РТГ, отличаются. Рассмотрим в качестве примера эволюцию однородной изотропной Вселенной. Согласно ОТО для однородной изотропной модели Вселенной интервал риманова пространства-времени имеет вид

 

ds2 = U(t)dt2V(t) [(1 − kr2)1 dr2 + r2(2 + sin2θ 2)] .

 

Здесь k принимает значения 1,−1, 0; причем k = 1 соответствует замкнутой Вселенной, k = −1 — гиперболической, а k = 0 — “плоской”. В ОТО в зависимости от величины плотности вещества реализуется одна из этих возможностей.

В РТГ на основании уравнений (8) можно прийти к одному и только одному решению  k = 0, т.е. к евклидовой геометрии трехмерного пространства:

 

ds2 = U(t)dt2aU1/3 [dr2 + r2(2 + sin2θ dφ2)] .                          (11)

 

Здесь a — постоянная интегрирования. Это означает, что Вселенная “плоская”. Вводя обозначения

__

= √Udt,     R2 = U1/3(t) ,

 

и используя уравнение (7), получаем уравнения эволюции Вселенной:

 

(1/R) R(τ) = −(4/3)πG (ρ + 3p c2) − 2ω (1 − R6) ,                        (12)

 

(R(τ)/R)2 = −(8/3)πGρωR6(1 − 3R4a1 + 2R6) ,                        (13)

где

ω = (1/12)(mc2 ħ1)2 .

 

Постоянная a определяется из условия причинности (9), которое в нашем случае имеет вид

R2(R4a) ≤ 0 ,

отсюда можно принять, что a = R4max.

Из уравнения (13) можно получить величину минимальной плотности вещества во Вселенной:

ρmin = (16πG) 1(mc2 ħ1)2 (1 − R6max) .

 

Поскольку эволюция Вселенной невозможна без вещества, отсюда следует, что величина Rmax должна быть больше единицы. В действительности она оказывается очень большой. Из уравнения (13) очевидно, что масштабный фактор R не может обратиться в нуль. Точно так же он не может неограниченно увеличиваться.

Согласно РТГ эволюция Вселенной происходит циклически от Rmin до Rmax, затем опять до Rmin и т.д. Конечно, надо учитывать, что в окресности Rmin возможно проявление квантовых эффектов, поэтому использование РТГ в этом случае может быть неправомочным. Тем не менее, РТГ в отличие от ОТО не приводит ни к каким сингулярностям. Это значит, что никакого точечного Большого взрыва не было, а было состояние с большой плотностью и высокой температурой.

Изучая эволюцию Вселенной в рамках РТГ, академик С.С. Герштейн показал, что сценарий развития Вселенной не совпадает ни с одним из сценариев, полученных на основе ОТО. Подключив к своим исследованиям А.А. Логунова и его коллег, С.С.Герштейн опубликовал цикл работ, посвященных гравитации и космологии. В работе [19] эффектным математическим приемом было показано, что в целом вещество во Вселенной покоится. Это означает, что так называемое расширение Вселенной связано не с движением вещества, оно обязано изменению только гравитационного поля во времени. Наблюдаемое красное смещение далеких галактик происходит также не из-за движения вещества, а благодаря изменению гравитации. Поэтому из-за наличия красного смещения вовсе не следует, что когда-то галактики были близки друг к другу. Тогда как, согласно ОТО, все модели эволюции Вселенной имеют то общее, что в какой-то момент времени в прошлом (десять-двадцать тысяч миллионов лет назад) расстояние между соседними галактиками должно было равняться нулю [20]. Различие в развитии Вселенной в РТГ и ОТО возникло из-за того, что масштабный фактор R(τ) в РТГ никогда не обращается в нуль, тогда как в ОТО в какой-то момент в прошлом он равен нулю.

ОТО допускает введение в уравнения гравитационного поля так называемой космологической постоянной. Эту постоянную (иногда называемую лямбда-членом) впервые ввел А. Эйнштейн в 1917 году [21] для того, чтобы уравнения допускали пространственно однородное стационарное решение. В дальнейшем, после получения в 1922 году А.А. Фридманом для уравнений гравитационного поля нестационарных решений, которые описывают однородную изотропную Вселенную, Эйнштейн отказался от введения лямбда-члена. Впоследствии он считал, что введение этой постоянной было его самой большой ошибкой. Но в последнее время снова у физиков-теоретиков возник интерес к лямбда-члену. Однако тут надо учитывать, что уравнения гравитационного поля с лямбда-членом допускают решение и при отсутствии вещества. Это решение отвечает искривленному четырехмерному пространству-времени, что означает, согласно ОТО, наличие гравитации и без вещества. Каков же источник этой гравитации? Источником обычно считают вакуумную энергию [22], которую и отождествляют с космологической постоянной. В РТГ при отсутствии вещества во Вселенной гравитационное поле также отсутствует, а значит, вакуум не обладает энергией, как и должно быть. В соответствии с РТГ Вселенная не может существовать без вещества. Также РТГ исключает также возможность существования как постоянного космологического члена (энергии вакуума), так и обсуждаемого в последнее время “фантомного” расширения [22].

Из уравнения (13) можно выразить полную современную плотность материи ρ через критическую плотность и массу гравитона:

 

ρ(τ) = ρc(τ) + ρg ,                                                   (14)

 

здесь ρc(τ) = (8πG) 1 3H2(τ),  ρg = (16πG) 1(mc2 ħ1)2, H — постоянная Хаббла. В РТГ система уравнений (7) и (8), дополненная уравнением состояния, является полной, именно поэтому она определяет как вид Вселенной (11), так и современную плотность (14).

Если ввести полную относительную плотность  Ωtot = ρ/ρc , то (14) можно записать в форме

Ωtot = 1 + (m2c4 H2ħ2)/6 .                                        (15)

 

Согласно так называемой инфляционной теории эволюции Вселенной величина Ωtot должна отличаться от единицы не более чем на величину 105. В РТГ на основании формулы (15) это отличие Ωtot от единицы будет определяться только величиной массы покоя гравитона. Поэтому более точное измерение Ωtot было бы чрезвычайно важным и интересным по своим последствиям, поскольку дало бы возможность открыть и измерить массу покоя гравитона. В соответствии с наблюдательными данными масса гравитона оценивается сверху неравенством

 

m < 3,6·1066 г .

 

Хотя эта масса чрезвычайно мала, но ее влияние весьма велико, поскольку она в формуле (15) умножается на очень большой множитель:

 

c2H1ħ1 ≈ 3,8·1066 .

 

Итак, согласно РТГ, модель “плоской” однородной изотропной Вселенной развивается циклически от некоторой конечной максимальной плотности ρmax до минимальной ρmin и т.д. Из теории следует наличие во Вселенной большой “скрытой” массы вещества. Так, еще в 1984 г. в работе [2] А.А. Логунов и М.А. Мествиришвили отмечали: “Данная теория дает предсказание исключительной силы — она приводит к строго определенному развитию Вселенной. Согласно ей Вселенная не замкнута, она в силу уравнений (4.29) (имеются в виду уравнения (8) в данной статье) является «плоской»”. И далее, теория “с необходимостью требует обязательного существования во Вселенной «скрытой массы» в какой-либо форме материи. Итак, во Вселенной должна существовать «скрытая масса», чтобы полная плотность вещества была равна критическому значению ρc.

В последующем, с введением массы покоя гравитона, это следствие теории было усилено и привело к формуле (15). Наблюдательные данные, полученные в последние годы, свидетельствуют о том, что Вселенная действительно “плоская”, а современная плотность вещества близка к критической плотности ρc. Следовательно, экспериментальные данные свидетельствуют, что во Вселенной существует скрытая масса. Но все это является точным следствием полевой теории гравитации.

Таким образом, Вселенная бесконечна; данная модель (т.е. РТГ) также предполагает и бесконечное время ее существования, в течение которого происходил интенсивный обмен информацией между ее областями, что и привело к однородности и изотропии Вселенной с некоторой структурой неоднородности. В однородной и изотропной Вселенной для простоты исследования эта неоднородность не учитывается. Полученная информация рассматривается как нулевое приближение, на фоне которого обычно рассматривают развитие неоднородностей, обусловленных гравитационной неустойчивостью.

“Расширение” в однородной и изотропной Вселенной, как уже говорилось, обусловлено изменением гравитационного поля, при этом никакого движения вещества не происходит. Наличие некоторой структуры неоднородности распределения вещества в пространстве вносит существенное изменение, особенно в период после рекомбинации водорода, когда Вселенная становится прозрачной и давление излучения уже перестает препятствовать собиранию вещества в разных местах Вселенной. Это обстоятельство приводит к движению вещества относительно инерциальной системы координат. Так возникают пекулярные скорости галактик относительно инерциальной системы.

Систему координат, связанную с реликтовым излучением, с большой точностью можно было бы принять как инерциальную. Конечно, система координат, связанная с реликтовым гравитационным излучением, была бы в высшей степени близка к инерциальной системе. Какая максимальная плотность вещества ρmax была ранее во Вселенной? Привлекательной возможностью является гипотеза о том, что ρmax определяется мировыми постоянными. В этом случае в качестве ρmax обычно фигурирует плотность Планка. При этом, однако, существует проблема перепроизводства монополей, возникающих в современных теориях так называемого Великого объединения. Для ее устранения обычно привлекается механизм “выжигания” монополей в процессе инфляционного расширения, обусловленного бозонами Хиггса. РТГ дает другую, альтернативную возможность. Величина ρmax может быть значительно меньше плотности Планка. В этом случае температура ранней Вселенной может оказаться недостаточной для рождения монополей, и проблема их перепроизводства тривиальным образом снимается.

Еще раз стоит отметить, что согласно РТГ, никакого Большого точечного взрыва не было, а следовательно, не было и ситуации, когда расстояния между галактиками были чрезвычайно малыми. Вместо взрыва в каждой точке пространства было состояние вещества с большой плотностью и температурой, и оно далее развивалось к настоящему моменту так, как это было описывает модель в рамках РТГ. Более детальное рассмотрение эволюции Вселенной с учетом наблюдательных данных дано в работе [23].

Следует особо отметить, что на основании уравнений Гильберта–Эйнштейна, в принципе, нельзя получить циклическое развитие “плоской” Вселенной. Работа сотрудника А.А. Логунова [24] о циклической эволюции “плоской” Вселенной в рамках ОТО ошибочна, поскольку ее содержание основывается на решении, которое в действительности не является решением, так как противоречит исходной системе уравнений Гильберта–Эйнштейна, что можно проверить непосредственной подстановкой.

 

В науке 2016 год был ознаменован важным событием: были экспериментально открыты гравитационные волны. За это открытие Р. Вайс, Б.К. Бэриш и К.С. Торн в 2017 году получили Нобелевскую премию. Нельзя не отметить, что гравитационные волны были предсказаны А. Эйнштейном, который в 1918 году дал свою знаменитую формулу для квадрупольного излучения [25]:

 

I = αβαβ ,                                                     (16)

 

где I – полная интенсивность гравитационного излучения, усредненная по всем направлениям, G – гравитационная постоянная, c – скорость света, Qαβ – тензор квадрупольного момента. Из формулы (16) видно, что излучение гравитационных волн оказывается эффектом пятого порядка по 1/c. Это обстоятельство, а также то, что в эту формулу входит третья производная по времени от Qαβ, да в добавок малая величина гравитационной постоянной, приводит, вообще говоря, к чрезвычайной малости эффекта. Поэтому для его экспериментального обнаружения потребовалось почти сто лет.

В естественной системе единиц измерения формула Эйнштейна (16) несколько упрощается:

I = (1/45)αβαβ .

 

Из формулы Эйнштейна следует, что I > 0, т.е. интенсивность хоть и может быть малой величиной, но она всегда положительна. Надо признать, что формула Эйнштейна не является следствием ОТО. Именно поэтому в 1936 году А. Эйнштейн засомневался в существовании гравитационных волн, и как следствие, в своей формуле (16) [26]. Действительно, ОТО рассматривает гравитацию, как геометрический эффект: благодаря тяготеющим массам происходит искривление пространства, которое мы ощущаем, как тяготение. Поэтому волн, подобных электромагнитным, в случае тяготения быть не может.

В 1972 году знаменитый американский физик-теоретик С.Вайнберг в своей монографии [27] в рамках ОТО выполнил строгий вывод формулы для интенсивности гравитационного излучения и получил формулу значительно более сложную, чем формула Эйнштейна (16). Анализ, проведенный С. Вайнбергом, показал, что в ОТО в зависимости от выбора системы координат “интенсивность гравитационного излучения” через каждый элемент сферической поверхности произвольного радиуса, а следовательно, и “полная интенсивнось” (через всю сферу) в течение любого конечного, наперед заданного промежутка времени могут быть как равными нулю, так и отрицательными, в противовес случаю электромагнитных волн. Это является результатом того, что ОТО не рассматривает гравитационное поле, как подобное электромагнитному физическое поле, и гравитационные волны в ОТО интерпретируются, как “рябь” пространства-времени.

Тут необходимо отметить также тот факт, что еще в 1918 году Э. Шредингер в своей критической работе [28] показал, что в ОТО гравитационное поле вне сферического источника поля может исчезнуть, если надлежащим образом выбрать систему координат. А. Эйнштейн по этому поводу писал [29]: Что же касается соображений Шредингера, то их убедительность заключается в аналогии с электродинамикой, в которой напряжения и плотность энергии любого поля отличны от нуля. Однако я не могу найти причину, почему так же должно обстоять дело и для гравитационных полей. Гравитационные поля можно задавать, не вводя напряжений и плотности энергии. Отсюда следует, что А. Эйнштейн сознательно отошел от концепции гравитационного поля как физического поля Фарадея–Максвелла, которое как материальную субстанцию нельзя устранить выбором системы координат в принципе.

В монографии [7] показано, что поток гравитационной энергии является положительно-определенной величиной. Поэтому в РТГ гравитационное излучение как объективная физическая реальность не может быть уничтожено никаким допустимым выбором системы координат, и формула Эйнштейна (16) является строгим следствием данной теории (т.е. РТГ). Таким образом, следует еще раз подчеркнуть, что формула (16) не является следствием ОТО, а работа [25] является гениальным предвосхищением А. Эйнштейна, где он руководствовался прежде всего своей глубокой физической интуицией, но не логикой ОТО. Естественно все это, а также то, что формуля (16) была скорее угадана А. Эйнштейном, нежели логически выведена в ОТО, нисколько не умаляет заслуги его, как автора работы [25], с которой началось исследование гравитационных волн.

 

Остановимся теперь на коллапсе больших масс [7]. Обычно принято считать, что если масса тела больше трех масс Солнца, то в процессе эволюции наступает коллапс, который ведет к разрыву пространства-времени и образованию так называемой “черной дыры” (объекта, не имеющего материальной границы, и “отрезанного” от внешнего мира). Исходной теоретической базой для “черных дыр” стало прежде всего решение К. Шварцшильда задачи о центрально-симметричном гравитационном поле в ОТО. В РТГ образование “черной дыры” невозможно, поскольку шварцшильдовская особенность отсутствует, а физические тела всегда имеют радиус, превышающий радиус Шварцшильда. Еще в 1939 г. А.Эйнштейн писал [30]: “Шварцшильдовская сингулярность отсутствует, так как вещество нельзя концентрировать произвольным образом; в противном случае частицы, образующие скопления, достигнут скорости света”. Таким образом, А. Эйнштейн не признавал существования “черных дыр”. Опять-таки надо отметить, что Эйнштейн этот вывод сделал, руководствуясь исключительно своей интуицией, а не логикой общей теории относительности.

В отличие от ОТО в РТГ тела больших масс не могут неограниченно сжиматься. Это означает, что коллапсирующая звезда не может уйти под свой гравитационный радиус, а следовательно, не возникает и “черная дыра”. Тем не менее, могут существовать объекты достаточно большой массы, имеющие внутреннюю структурую С точки зрения внешнего наблюдателя, яркость такого объекта уменьшается (он чернеет), однако он имеет материальную поверхность, и с ним ничего необычного не происходит. Сферически-симметричная аккреция на это тело (коллапсар), находящееся на заключительной стадии эволюции (когда ядерные ресурсы исчерпаны), будет сопровождаться значительным энерговыделением из-за падения вещества на поверхность тела. В ОТО, в отличие от РТГ, при сферически-симметричной аккреции вещества на “черную дыру” энерговыделение достаточно мало, поскольку падающее вещество уносит энергию в “черную дыру”, при этом осуществляется гравитационный захват света.

По данным астрономических наблюдений в центрах галактик, как правило, находятся сверхтяжелые объекты. Изучение таких объектов могли бы дать ответ, что происходит со звездами большой массы на заключительной стадии эволюции, когда ядерные ресурсы исчерпаны. Очень важно также обнаружение материальной поверхности коллапсара, которая, согласно РТГ, должна существовать.

.       .       .

 

Академик А.А. Логунов неоднократно подчеркивал, что после открытия закона всемирного тяготения, следующим важным этапом в познании гравитационных явлений явилось создание общей теории относительности. А. Эйнштейном в рамках ОТО были получены чрезвычайной важности результаты, в частности, был открыт тензорный характер гравитационного поля. Но все же, отдавая ей должное, как очень важной ступени в развитии науки, А.А. Логунов пришел к выводу, что ОТО не является удовлетворительной физической теорией, поэтому он и его коллеги из МГУ построили новую теорию — релятивистскую теорию гравитации, краткому изложению которой посвящена настоящая статья. Конечно, эта статья, не может быть заменой углубленному изучению РТГ. Те, кого данная теория по-настоящему заинтересовала, могут обратиться к монографии [7], а также к другим работам А.А.Логунова и его сотрудников, которые приведены ниже в списке литературы.

 

 

 

Л и т е р а т у р а

 

[1] А.А. Власов, А.А. Логунов, М.А. Мествиришвили. ТМФ, 61, 323-326 (1984).

 

[2] А.А. Логунов, М.А. Мествиришвили. ТМФ, 61, 327-346 (1984). См. также: А.А. Логунов, М.А. Мествиришвили. Вестник МГУ, сер.3. Физика, астрономия. 25, (1984).

 

[3] А.А. Логунов. Теория классического гравитационного поля: Препринт ИФВЭ 2004 -41. Протвино, 2004.

 

[4] А.А. Логунов, Ю.М. Лоскутов. ТМФ, 76, 163-168 (1988).

 

[5] А.А. Логунов. ТМФ, 104, №3, 538-542 (1995).

 

[6] А.А. Логунов, М.А. Мествиришвили. ТМФ, 113, №3, 324-336 (1997).

 

[7] А.А. Логунов. Релятивистская теория гравитации. М.: Наука, 2006.

 

[8] Я.Б. Зельдович, Л.П. Грищук. УФН, 149, 695-707 (1986).

 

[9] T.M. Nieuwenhuizen, V. Špička. Physica E, 42, Issue 3, 256-268 (2010).

 

[10] А. Эйнштейн. Собр. научных трудов. М.: Наука, 1965. Т. I, статья 21, с. 242.

 

[11] W. Thirring. Ann. Phys., 16, 96-117 (1961).

 

[12] Р. Фейнман, Ф.Б. Мориниго, У.Г. Вагнер. Фейнмановские лекции по гравитации. М.: Янус-К., 2000.

 

[13] В.А. Фок. Теория пространства, времени и тяготения. М.: Гостехиздат, 1961.

 

[14] А. Эйнштейн. Собр. научных трудов. М.: Наука, 1966. Т. II, статья 92, с. 264.

 

[15] Я.Б. Зельдович, И.Д. Новиков. Релятивистская астрофизика. М.: Наука, 1967.

 

[16] А. Эйнштейн. Собр. научных трудов. М.: Наука, 1966. Т. II, статья 61, с. 87.

 

[17] D. Hilbert. Nachrichten von der (K.) Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen, 4, №1, 4-7 (1917).

 

[18] А. Эйнштейн. Собр. научных трудов. М.: Наука, 1967. Т. IV, статья 76, с. 282.

 

[19] S.S. Gershtein, A.A. Logunov, M.A. Mestvirishvili. Phys. Atomic Nuclei, 61, №8, 1420-1429.

 

[20] С. Хокинг. От большого взрыва до черных дыр. М.: Мир, 1990.

 

[21] A. Einstein. Sitzungsberichte der Königlich Preussischen Akademie der Wissenschaften Berlin. P. 1, 142-152 (1917).

 

[22] N.N. Weinberg, R.R. Caldwell. Phys. Rev. Letters, 91, p. 071301 (2003).

 

[23] С.С. Герштейн, А.А. Логунов, М.А. Мествиришвили, Н.П. Ткаченко. Ядерная физика, 67, №8, 1618-1626 (2004).

 

[24] Ю.М. Лоскутов. Вестник Московского университета. Серия 3. Физика. Астрономия. №6, 3-11 (2003).

 

[25] A. Einstein. Sitzungsberichte der Königlich Preussischen Akademie der Wissenschaften Berlin. P. 1, 154-167 (1918).

 

[26] http://www.astronomy.com/news/2016/02/even-einstein-had-his-doubts-about-gravitational-waves

 

[27] S. Weinberg. Gravitation and Cosmology. N.-Y.: John Wiley and Sons, Inc., 1972.

 

[28] E. Schrödinger. Phys. Z., 19, 4-7 (1918).

 

[29] А. Эйнштейн. Собр. научных трудов. М.: Наука, 1965. Т. I, статья 47, с. 627.

 

[30] А. Эйнштейн. Собр. научных трудов. М.: Наука, 1966. Т. II, статья 119, с. 531.

 

 

 

 

 

 

 

 

Г л о с с а р и й

 

Ковариантная производная — обобщение понятия производной в тензорном анализе. В случае векторной функции Vi ковариантная производная определяется по формуле:

DjVi =  + ΓikjVk ,

где Γikj  — символы Кристоффеля.

Для тензора второго ранга Tik ковариантная производная равна

 

DjTik  =  + ΓimjTmk + ΓkmjTim.

 

Везде по по повторяющимся индексам подразумевается суммирование.

Ковариантная производная скалярного поля φ совпадает с частной производной,

Djφ =  .

 

Метрический тензор (или метрика) — симметрический тензор второго ранга gij(x), заданный в точке n-мерного риманова пространства с координатами x = (x1, x2, … , xn) и определяющий бесконечно малый квадрат длины ds2 мажду данной точкой и точкой с координатами (x1 + dx1, x2 + dx2, . . . , xn + dxn) по формуле ds2 = gijdxidxj. В данной формуле подразумевается суммирование по повторяющимся индексам (в тензорном исчислении это правило, называемое также немым соглашением Эйнштейна, используется почти всегда, чтобы не вписывать каждый раз знаки суммирования). Так, в случае трехмерного пространства для величины ds2 можно записать формулу ds2 = g11(dx1)2 + g22(dx2)2 + g33(dx3)2 + 2g12dx1dx2 + 2g13dx1dx3 + 2g23dx2dx3. Иногда метрический тензор задаётся с помощью контравариантного тензора gij, который связан с ковариантным тензором gij соотношением  gijgjk = δik, где δik – символ Кронекера (δik = 1 при i = k и δik = 0 при ik).

 

Плотность лагранжиана является величиной, используемой в теоретической физике при полевом подходе. В отличие от функции Лагранжа L, которая является функцией всей системы, плотность лагранжиана ℒ  является локальной характеристикой симтемы. Для классических физических полей через ℒ принцип наименьшего действия через ℒ записать следующим образом:

 

δSδ∫ℒ dx1dx2dx3dx4  = 0,

 

где интегрирование ведется по всему четырёхмерному пространству-времени.

 

Принцип наименьшего действия — наиболее важный принцип из так называемых экстремальных принципов, заключающийся в том, что среди всех виртуальных способов изменения системы реализуется тот, который обеспечивает минимум (в общем случае – экстремум) специального функционала системы, называемого действием. Принято считать, что все фундаментальные взаимодействия подчиняются этому принципу, в связи с чем он играет чрезвычайно важную роль в теоретической физике.

Для случая системы в классической механике суть принципа наименьшего действия (называемый в механике также принципом Гамильтона) состоит в том, что экстремум имеет функционал

где t – время, а L – так называемая функция Лагранжа, в механике являющейся разностью кинетической и потенциальной энергий, как функций обобщенных координат системы, обобщенных скоростей и времени. Т.е. данный принцип устанавливает, что среди всех кинематически возможных (виртуальных) перемещений системы из одной конфигурации в другую, совершаемых за один и тот же промежуток времени  t1t0, действительным является то, для которого действие S будет наименьшим.

Получение для физической системы конкретных уравнений из принципа наименьшего действия сводится к задаче вариационного исчисления. Математически это можно записать в виде δS = 0, т.е. вариация действия равна нулю.

 

Пространство Минковского — четырехмерное псевдоевклидово пространство, объединяющее физическое трехмерное пространство и время, было введено и использовалось Г. Минковским и А. Пуанкаре в начале ХХ в. Каждому событию соответствует точка пространства Минковского (x1, x2, x3, x4), три координаты которой представляют собой декартовы координаты трёхмерного евклидова пространства – х, у, z, а четвёртая ― мнимая временная координата x4 = ict, где t – время события, с – скорость света в вакууме. Связь между пространственными расстояниями и промежутками времени, разделяющими события, характеризуется квадратом интервала:

 

 

Иногда в качестве квадрата интервала берется противоположная величина (первоначально именно эту величину предложил сам Г. Минковский), поскольку выбор знака здесь — вопрос произвольного соглашения. Эта величина в пространстве Минковского играет роль, аналогичную роли расстояния в геометрии евклидовых пространств. Интервал является величиной инвариантной при замене одной инерциальной системы отсчета на другую.

 

Радиус Шварцшильда (или гравитационный радиус) представляет собой величину, определенную для любого физического тела и равную rg = 2Gm/c², где m – масса тела, G – гравитационная постоянная, c – скорость света. По величине радиус Шварцшильда совпадает с радиусом сферически-симметричного тела, для которого вторая космическая скорость на поверхности была бы равна скорости света. Впервые эта величина появилась в работах Дж. Мичелла и П.С.Лапласа. Согласно ОТО, если тело сжать до rg, то оно превращается в “черную дыру”. В соответствии с РТГ, в отличие от ОТО, никакое тело нельзя сжать до размеров гравитационного радиуса.

 

Риманово пространство — пространство, точки которого однозначно задаются n-ым количеством чисел хi (как правило, действительных) и в котором определен метрический тензор gij. Число n называется размерностью риманова пространства. Обычную поверхность в трехмерном евклидовом пространстве можно рассматривать, как двухмерное риманово пространство. Раздел математики, изучающий римановы пространства, называется римановой геометрией.

 

Символы Кристоффеля — коэффициенты связности, используемые для практических вычислений величин в заданной системе координат (как правило, криволинейных). Если задан метрический тензор gij, то символы Кристоффеля первого рода опрелеляются формулой

 

Γnij =   .

 

Чаще имеют дело с символами Кристоффеля второго рода Γkij, которые определяются выражением

Γkij = gkn Γnij =   .

 

В последнем выражении индекс n является немым (т.е. по нему выполняется суммирование). Следует отметить, что символы Кристоффеля тензорами не являются, т.к. в конкретной точке всегда можно выбрать такую систему координат, что символы Кристоффеля обратятся в нуль.

 

Тензор квадрупрльного момента — симметричный тензор второго ранга; для материальной точки массы m с координатами евклидова пространства х, у, z диагональные компоненты этого тензора есть m(3x2 r2), m(3у2 r2) и m(3z2 r2), где r2 = x2 + у2 + z2, а недиагональные – 3mxу, 3mуz и 3mzx. В теории излучения тензор квадрупольного момента в пространстве Минковского с координатами x1, x2, x3, x4 определяется, как контравариантный тензор Qαβ, компоненты которого вычисляются, как

Qαβ(r, t) = –∫T00(r´, )(3x´α x´βγαβ x´σx´σ)dV´ ,

 

здесь T00(r´, ) – компонента тензора энергии-импульса, величину которой следует брать в запаздывающий момент времени   = tr/c (c – скорость света), σ – немой индекс (по нему ведется суммирование). Обычно система координат в пространстве Минковского выбирается так, что T00(r´, ) = ρ(r´, )c2, где ρ(r´, ) – плотность вещества, распределенного в пространстве. Через метрический тензор пространства Минковского γαβ можно получить ковариантный тензор квадрупольного момента Qαβ.

 

Тензор кривизны (или тензор Римана–Кристоффеля) — тензор четвертого ранга Riklm(x), заданный в точке с координатами x = (x1, x2, … , xn) и определяемый через символы Кристоффеля по формуле

 

Riklm  =  –  + ΓinmΓnkl – ΓinlΓnkm ;

 

по немому индексу n  выполняется суммирование. Тензор кривизны является локальной характеристикой кривизны пространства. Для евклидова пространства тензор кривизны во всех точках тождественно равен нулю.

 

Тензор Риччи — ковариантный симметрический тензор второго ранга Rij(x), заданный в точке с координатами x = (x1, x2, … , xn) и определяемый процедурой свертки тензора кривизны:

Rij  = Rninj .

 

Свертка R = gijRij, где gij – контравариантный метрический тензор, является скалярной величиной и на практике часто используется; величину ½R называют скалярной кривизной или гауссовой кривизной. В приведенных формулах по дважды повторяющимся индексам производится суммирование.

 

Тензор энергии-импульса — контравариантный симметричный тензор второго ранга Tμν, описывающий импульс и энергию материальной системы. Как правило система отсчета выбирается так, что компонента этого тензора T00 представляет собой плотность энергии, компоненты T01, T02, T03 являются компонентами вектора потока энергии (вектора Умова–Пойнтинга), остальные компоненты образуют симметричный тензор 3×3 плотности импульса материи.

 

Черная дыра” — гипотетический объект, в котором гравитационное притяжение так велико, что ни вещество, ни свет, ни другие носители информации не могут его покинуть. В качестве модели “черной дыры” можно рассматривать сферу с радиусом, равным радиусу Шварцшильда; на границе этой сферы имеется сингулярность (разрыв пространства-времени), а то что содержится внутри этой сферы вообще не имеет смысла рассматривать, так как эта область не находится в пространстве. Согласно РТГ, такие объекты, как “черные дыры”, существовать не могут.

 

Четырехмерный вектор тока — контравариантный вектор jk в пространстве Минковского, три пространственные компоненты образуют вектор плотности тока j, а временная компонента есть , где с – скорость света в вакууме, ρ – объемная плотность заряда. Таким образом,  jk = (j, ).

 

Четырехмерный потенциал поля — характеристика электромагнитного поля — четырехмерный вектор Ak в пространстве Минковского, пространственные компоненты которого образуют векторный потенциал A (напряженность магнитного поля H определяется как ротор вектора A: H = rotA), временная же составляющая представляет собой электростатический потенциал φ: Ak = (A, φ). В электродинамике часто используют также и ковариантный вектор Ak = (–Ax, –Ay, –Az, φ), т.е. Ak = (–A, φ).

 

 

 

Прощание с аудиофилией

Дорогие друзья ! Должен сообщить вам одное известие – кого-то оно обрадует, кого-то огорчит – заранее прошу извинить.

В этом году, после примерно 12-ти лет(  тяжелого заболевания ) увлечения лампами , я принял решение закончить свою аудио одиссею.  Причин несколько:

  •  у меня есть еще одно хобби – астрономия, и по причине начала строительства гостевого дома при моей частной обсерватории, у меня более нет времени на продолжение моих исследований лампового звука;
  • оказалось, что любителей астрономии намного больше, чем аудиофилов так что  есть с кем пообщаться.
  • могу сказать, что тайны хорошего звука мне уже известны и что мой лучший ламповый усилитель  уже сделан,  и что-то лучшее вряд-ли уже получится. Моя вершина – это каскодная схема однотактного усилителя 6Э5П – 2А3  и Черный Дрозд на базе каскода КТ66 – 2А3-40.
  • еще в молодости работая над диссертацией я отравился фосфатом свинца, и с тех пор есть аллергия на припой,  которая с возрастом только усиливается, и сидеть в канифольном дыму мне больше не хочется

Но какие-то незаконченные проекты я все-таки наверно закончу – жаль потраченных денег на закупку компонентов и не хочется чтобы пропали в общем неплохие идеи.  Во-первых, хочется закончить  усилитель с выходным каскадом с общей сеткой на PX-25 или 300В, во-вторых, это улучшенный вариант того-же каскода 6Э5П – 2А3. Правда, на сколько затянется это дело – пока не знаю, может быть не на один год.

Хочу сказать большое спасибо всем тем людям, которые тем или иным способом мне помогли на моем пути аудиофильства, особенно форумчанам diyaudio.ru и прошу простить если кого ненароком обидел по причине своего непростого характера.

За годы моего увлечения я приобрел  хороших друзей среди электронщиков и музыкантов, с которыми хотел бы продолжить добрые отношения и очень надеюсь, что и далее смогу хотя бы чем-то им полезен.

Желаю вам всем успехов в начинаниях, выдержки в спорах и главное – удовольствия от своих творений.

Всего доброго, друзья !

Двухтактный однотакт

В один из долгих зимних вечеров, когда было тотально нечего делать, а креатив требовал выхода, придумал я необычную схему лампового усилителя, основной элемент которой – каскод.  У этой схемы есть две особенности – в ней совсем нет межкаскадных конденсаторов и другая особенность ( положенная в заглавие статьи )  – это принцип работы выходного каскада. Конечно, это однотактный усилитель – через выходной трансформатор течет постоянная составляющая анодного тока. Но из-за того, что на выводы этого  выходного трансформатора подается противофазный переменный сигнал,  делает схему  сходной с двухтакным усилителем.

Ниже приведена принципиальная схема

6N5C_odnotakt_dvuhtakt

И реализовал я это дело за пару часов работы паяльником  в виде переделанного блока источника питания, один канал только.

6N5S_двухтакт_однотакт

Выходной трансформатор – TW10SE с Ra 1.2 КОма, предназначенный для 6С41С ( он в подвале шасси поэтому его не видно ) .  Он намотан из четырех секций первички, и впоследствии средняя точка секций была подключена через 47 мкф к общему проводу – от этого передача ВЧ стала лучше.

АЧХ по минус три дБ от 15 Гц до 40 КГц.  Ну что вам сказать про звук….   Бас конечно мясист и четок как у двухтакта, но….. триоды на выходе есть триоды. Простенько, неинтересно.  Забавная получиласть безделушка, но отодвинул я ее на полку до лучших дней.

Да, забыл сказать про один нюанс подмеченный  при прослушивании. Подключал усилитель к колонкам от Симфонии, к трехполоскам Technics SB 660 и обратному рупору на 4А-28.   Техниксы играли лучше всех.   Теперь я понимаю тех, кто жалуется на 4А-28 ! Этот широкополосник играет просто чудесно с пентодными выходными каскадами без ООС ( т.е. с ИТУНами )  – чисто, динамично и сбалансированно тонально.  А с современными чудесами хайэнда ( было бы правильнее эти универсальные мясорубки  с высоким коэффициентом демпфирования для тупой низкодобротной акустики назвать лжехайэндом )  – этот динамик теряется – тональность нарушается в сторону преобладания басов, и возникает желание добавить пищалку.  На самом деле не нужна 4А28 пищалка – ему нужен пентод. И тогда этот широкополосник будет неотразим.  Да, и простите за это лирическое отступление не по теме :-).

 

 

О слуховом восприятии человека

Мы нечасто  задумываемся над вопросом – а как мы слышим или воспринимаем звуки ? Ответ на этот вопрос вроде бы очевидный – что такое звук мы знаем, а слышим ухом. Но если углубиться в тему, то окажется можно найти много для всех нас неожиданного. Другой вопрос – для чего это  нужно – углубление в вопросы восприятия человеком звука ? Лично для меня, который уже построил немало усилителей звука и собираюсь построить еще и еще, этот вопрос весьма интересен, и я думаю он будет интересен также и для многих читателей моего блога, которые занимаются аудиотехникой.

Наука, которая занимается изучением вопроса восприятия звука человеком называется психоакустика. Это молодая наука, она появилась сравнительно недавно, и поэтому мы о ней так мало знаем – часто приходится сталкиваться с тем, что многие даже очень именитые а аудиотехнике люди не знают о б этой науке ничего. Но согласитесь, создавать приборы для обработки и усиления звука, где главным потребителем и судьей является наше ухо – и не учитывать особенностей слухового восприятия –  мягко говоря – не совсем корректно.  И некорректно это именно с научной точки зрения.

Из доступной литературы на эту тему считаю очень информативной познавательной  книгу И.А.Алдошиной “Основы психоакустики”.

http://www.keklab.ru/buf/ai/psychoacoustics.pdf

Приведу цитату из этой книги:

“…..В конце 20 века именно психоакустика вышла на первый план. ……   В настоящее время достигнут принципиальный прогресс в том, как надо делать аппаратуру записи, передачи и воспроизведения звука. Однако конечным судьей этого процесса остается слуховая система, а принципы распознавания ею слухового образа еще до конца не изучены. Именно поэтому на эту науку сейчас обращены основное внимание и средства……”

и далее:

“…..Основные задачи психоакустики – понять, как слуховая система расшифровывает звуковой образ, установить основные соответствия между физическими стимулами и слуховыми ощущениями, и выявить, какие именно параметры звукового сигнала являются наиболее значимыми для передачи семантической (смысловой) и  эстетической (эмоциональной) информации. Это принципиально важно как для дальнейшего развития аудиотехники, так и для музыкального искусства в целом (исполнительского творчества, совершенствования музыкальных инструментов, развития компьютерного музыкального синтеза и т.д.) и особенно для звукорежиссеров, поскольку понимание процессов формирования субъективного “слухового пространства” является необходимой базой их творчества….”

Известно, что любой источник звука характеризуется некоторыми физическими параметрами, как интенсивность, частота, фаза и пр.   Однако наше ухо воспринимает, например, громкость и частоту пропорционально логарифму исходной физической величины – то есть нелинейно. Об этой особенности восприятия звука знают почти все. Но о нелинейности нашего уха в отношении других параметров звука уже известно далеко не всем, и об этом я бы хотел поговорить подробнее.

Как наше ухо определяет тон ? Для этого полезно посмотреть, как наше ухо устроено.

d183d185d0be

Уже поверхностного взгляда на картинку достаточно, чтобы понять, что ухо имеет очень сложное устройство. И самым на мой взгляд интересным является особенность уха определять высоту тона ( частоту как физический параметр ). Начнем с того, что чувствительность уха к разным частотам далеко неодинакова, то есть амплитудно-частотная характеристика уха неравномерна, причем эта неравномерность неодинакова на  различных уровнях громкости – чем тише звук, тем относительно хуже мы слышим низкочастоный тон. Ниже приведены кривые равной громкостия для звуков различных частот

krivye_ravnoi_gromkosti

и чувствительность уха максимальна при 2 – 3 КГц.

И теперь самое интересное – как ухо определяет ( различает)  звук по тональности – то есть по частоте ? Существует несколько теорий, однако все они сходятся в одном – процесс восприятия звуков тоже нелинеен ! Наиболее характерен такой пример –  Еще в 1714 году знаменитый скрипач Тартини заметил и описал странное явление: когда на скрипке громко проигрываются две ноты, иногда можно отчетливо слышать третий тон, которого не было у исполнителя.  Такие же дополнительные тоны можно услышать на звуках флейты при двухголосном звучании. Эти дополнительные “фантомные” тоны возникают непосредственно в слуховой системе и являются следствием ее нелинейности.

Экспериментальной  психоакустикой установлено, что  если например подать тон Fo, скажем 1 КГц без гармоник, потом добавить  к ней до 20 % убывающих по интенсивности  гармоник до ( условно ) 10-й, то испытуемые не смогут найти отличий и в обоих случаях уверенно определят тон как 1 КГц  – без призвуков ! И теперь – самое интересное !   Если из гармонического ряда во втором эксперименте вырезать основную гармонику – 1 КГц и оставить только “хвост” гармоник, то ….. внимание ! …… испытуемые все равно безошибочно определят тон как 1 КГц !!!  Этот последний эксперимент подтверждает известный из теории восприятия ухом тона звука факт, что любой звук, попадающий в ушную раковину в процессе его обработки рождает в ухе вторичный спектр гармоник ( которые отсутствуют в первичном сигнале ) но именно по этому спектру, как по своего рода шаблону головной мозг в дальнейшем идентифицирует исходный звуковой сигнал как определенный тон ( частоту ) Fo.

Теперь еще один интересный факт из психоакустики – маскировка. Установлено, что звуки более низкого тона эффективно маскируют более высокие тона, и для того, чтобы их( более высокие тона )  различить, уже требуется подать более интенсивный сигнал.   Обратного явления не наблюдается – низкие тона более высокими замаскировать нельзя.

d0bcd0b0d181d0bad0b8d180d0bed0b2d0bad0b0

Теперь вернемся к аудиоусилителям. после всего, что мы тут прочитали выше хочется задать вопрос – а хорошо ли это, если усилитель имеет нулевой ( в идеале ) коэффициент гармоник ?  Наверно да, это неплохо скажете вы – он не вносит в звук искажений.  Однако вам придется признать, что если реальный усилитель все-таки имеет   некоторый Кг ( а он, к сожалению, всегда имеет некоторый Кг ) ,  и спектр его гармоник будет примерно совпадать с возникающим в ухе при “обработке” спектром о котором говорилось выше, то слушатель этого НИКАК не сможет заметить.   Более того, эффект маскировки, создаваемый этими гармониками будет даже создавать более комфортное звучание, потому что этот, казалось бы излишний в усилителе “хвост” низших гармоник будет эффективно маскировать пусть в небольшом количестве имеющиеся в любом ( особенно полупроводниковом ) усилителе, но в чистом виде режущие ухо высшие гармоники.

Поэтому я для себя давно уже принял за правило – при конструировании усилителя все-таки надо учитывать реалии нашего слухового восприятия – иначе наша работа будет похожа на Сизифов труд.

********************************************************************************************************

О Форексе

Какими способами  только я не пробовал зарабатывать деньги ! Бывал в том числе и на форексе, бывал и на фьючерсном рынке.  А к  написанию этой статьи меня подвигла  старая публикация, на которую я наткнулся в инете http://beriuk.blogspot.com/p/blog-page.html. Ничего особо нового для меня автор не сказал. Конечно, статеечка это немного сгущает краски, но по сути, если отбросить некоторые не совсем точные формулировки и нюансы –  она совершенно правильная и своевременная – последнее время реклама Форекса стала какой-то особо навязчивой и вездесущей. И мне хочется еще предупредить тех молодых людей, которые вдруг прочитав эту рекламу захотят обогатиться.    Как это часто бывает на самом деле – все не так просто.

Поделюсь своим опытом. Где-то в 2009 году, в разгар, можно сказать кризиса, мне стало скучно от застывшего на месте своего бизнеса ( у меня есть небольшая торговая фирма ) и тут  мне встретился мой старый знакомый из церкви Новое Поколение, назовем его условно Коля. Он тоже был в раздумиях как и я, и предложил мне заняться торговлей на бирже. Что такое фьючерсы я тогда не имел ни малейшего понятия, но Коля сказал, что у него есть знакомый сенсей ( учитель ), который нас научит.  Заплатив умеренную в общем сумму и походив на курсы каких пару месяцев, я очень увлекся этой темой, тем более некоторой суммой денег я располагал и было с чего начать. Хотя торговля через брокера на фьючерсном рынке это как бы не в тему – но потерпите, будет понятно к чему это. Вот открыли демо счет, все казалось весело и радужно. Открыл реальный счет, и через год я уже стабильно зарабатывал 2 – 3 тысячи долларов в месяц. Все бы хорошо – но…. через полтора года брокерская контора, в которой был у меня счет ( по совету того же сенсея ) обанкротилась – и весь мой депозит пропал.  Год спустя небольшую его часть удалось вернуть. Но в общем –  результат грустный, как итог –  по нулям, то есть что заработал, то у меня и отобрали.  Как говорят, не мытьем так катанием.

В одном я не послушал Колю и  сенсея.  Это Форекс. Они предупреждали  – не работайте там – Форекс – это не биржа, со всеми вытекающими отсюда следствиями.  То есть законы работы бирж на Форекс не распостраняются.   В общем, я их не послушал и  параллельно работе на фьюческах я открыл и счет на Форексе, через российскую брокерскую фирму.  К ее чести скажу, что в конце концов деньги мои они честно вернули, но вот как развивались события  – расскажу поподробнее.

Началось с того, что я  положил депозит в 10 000 долларов. Согласитесь – немало. Многие, кто подумывают открыть счет на Форексе располагают намного более скромными средствами. Вот тут и таится первая опасность. Вы наверно слышали о такой вещице как биржевой робот.  Кстати, такой же робот работает и на фьючерсной бирже. Его задачей является оптимизация работы с целью получения максимальной прибыли. Так вот – чем больше  ваш депозит, тем вы интереснее для робота как “клиент” – все ваши денежки он видит  как потенциально свои.  И как только вы сделаете ошибку зайдя в рынок  пусть согласно всем прогнозам – но с  высокой “ставкой” – считайте акула заглотила наживку и “рынок” будет идти в противовес всем прогнозам и логике в прямо противоположном направлении до тех пор, пока или вы не закроете злополучную позицию с убытками, или если вы будете продолжать упорно ждать когда же сбудутся “прогнозы” ( над написанием которых работают целые финансируемые самим же форексом редакции – назовем их “аналитики” ) ваш счет обнулится.  И если у вас на счету, скажем, только 1000 долларов ( а тем более если еще меньше ), то роботу нужно еще меньше “усилий” чтобы лишить вас денег – маленький сгенерированный роботом “рыночный всплеск”  – и вашего депозита нет. То есть к чему это я. Помните – сейчас, когда сумма спекулятивного капитала в мире превысила капитал реального сектора экономики – РЕАЛЬНОГО РЫНКА – НЕТ !!! Робот из вас может сделать любую котлету – пока не присвоит все ваши денежки – и после этого “рынок” вернется обратно и пойдет дальше уже по прогнозам, а вы останетесь в недоумении и без денег.  “Аналитики” вам с трибуны РБК или Блумберга скажут – тут был  временный всплеск из-за ….. и дальше читай по тексту любую околонаучную околорыночную белиберду с объяснениями почему случился этот “всплеск” – но вам-то уже все равно – ваши десятки тысяч уже не вернуть ! Те, кто поазартнее и не очень сообразительны, послушав “аналитиков” и сенсеев снова залезут в кубышку и в расчете на бОльшую удачу снова положат на счет – ну теперь-то мы стреляные воробьи ! Но о наивные – они не понимают, что попали в лапы тонко отлаженного механизма по “изъятию” денег из карманов богатеньких буратин. И обратите внимание – пока вы “работате” на форексе ( или на бирже, без разницы  ) – ваши денежки лежат где  ?  Правильно – на счету у брокера, и фактически пополняют ту чудовищную сумму спекулятивного капитала, который на самом деле уже работает против вас. Причем он работает против вас даже в том случае, если ваш брокер – солидная честная контора, которая живет с тех мизерных комиссионных, которые декларируются  в вашем с ними договоре.  Но раскрою вам еще один секрет – существует огромное количество так называемых “кухонь” – брокерских контор, которые и не думают жить на комиссионных – они просто откровенно,  вашими же депозитными деньгами играют на бирже против вас – с одной целью – обнулить ваш счет. Как же так – спросите вы – ведь “кухня” ничего не получит – все уйдет бирже ! А вот и нет ! “Тонкость” тут заключатся в том, что “кухня”, несмотря на то, что по всем законам брокер  обязан после открытия вами позиции – мгновенно и зеркально открыть ее на бирже –  но “кухня” этого не делает ! То есть “кухня” для вас играет роль биржи – вы-то открыли позицию и думаете, что вы в рынке ! Ха ! А “кухонька” в это время вашими же депозитными деньгами делает ставки на реальной бирже толкая цену в противоположном направлении. Представьте, у брокера есть 1000 клиентов. Поверьте, это не много, де факто их может быть на порядок больше. И у каждого 10000 долларов депозит. Итого – даже если они сами полные голодранцы, то у них есть в распоряжении на счетах клиентов в сумме как минимум 10 млн долларов ! С такой суммой можно любой рынок качнуть в любом направлении ! Ненадолго, конечно – но надолго и не надо – маленький “всплеск” – и очередного клиента уже нет, а его депозит – у “кухни” в кармане !

Так вот – я отвлекся – положив 10 000 на счет брокера, я начал свою работу на форексе ! Вначале счастью небыло предела – ( вспоминаю наперсточников ) – я пошел в плюс. Сначала 1000, потом 5000, потом 10000 ( то есть уже на счету не 10 а 20 тысяч !!! )  – мы уже с женой потирали руки на что эти денежки направить ! Я радовался – я ведь знаю рынок и могу предсказать куда он пойдет и ворота в рай открыты !

Но тут  случилась неприятность. Начался тот самый “всплеск”.  Рынок почему-то пошел не туда. Не должен был он так себя вести, но вопреки всем прогнозам и реалиям экономической ситуации вдруг все изменилось.  Я вдруг почувствовал себя тотальным неудачником. Не помогали ничего. Ни хеджирование, ни открытие альтернативных пар.  Все что я ни делал – все шло в минус ! Абсолютно все !!!  И десяти тысяч в один день не стало ! С  тоски впору повеситься. Но я то рынок знаю ! Я так думал, что знаю ! И у меня еще есть моих 10000 ! Но понятно, что неудачи продолжали преследовать меня, и…. через месяц у меня на счету осталось…. 1700 долларов.  Тут пора сделать отступление про биржевого робота и его стиль работы “с клиентами”.

Конечно, наивно предполагать, что робот занимается всеми игроками сразу. Нет. Большинство приходящих на Форекс “клиентов” спускают свои денежки сами, без посторонней помощи и робот ими не интересуется.  Конечно, я не знаю как написана программа работы робота, но примерно так – как только ты начинаешь работать эффективно и изымать у биржи ( Форекса  или “кухни” – ведь никто не запрещает обзавестись роботом и брокеру ) заметные суммы денег – ты попадаешь у робота в черный список. И говоря простым языком, робот персон из этого “черного списка” по-очереди катает на своей карусели. То есть это выражается так – у тебя идет работа, все путем, рынок предсказуемый, все приемы ( линии боллинджера и прочее совершенно бесполезное нагромождение теории )  работает прекрасно, ты в плюсах. Но вот за эти плюсы робот рано или поздно посадит тебя на свою “карусель” ! Он катает на ней всех черносписочников по очереди – сейчас наступила твоя ! Ну держись, брат ! В этот момент ты почувствуешь вдруг, что вся теория с ее индикаторами и осцилляторами вдруг перестала работать, тебе начинает казаться, что ты – полный лох, неудачник, безграмотный дебил и вообще психически неуравновешенный мнительный неврастеник. Все пойдет наперекосяк. Все !! Чтобы ты не делал, куда бы ты не заходил – в любом рынке и в любой стратегии  тебя ждет неудача. Особо азартные люди в такие моменты в надежде, что так тотально невезти не может продолжают упорствовать – и спускают весь свой депозит. А те, кто поумнее – понимают, что все, что нужно – это переждать. Робот не будет тобой заниматься если ты ничего не делаешь и тебя ссадят с карусели чтобы покатать следующего “счастливчика” из черного списка.  И потом, через какое-то время снова можешь в рынок  зайти.  Это первый способ борьбы с роботом. Но требует терпения.  Второй способ несколько сложнее. Вот я его и применил, когда очухался от нанесенного мне удара. На счету осталось 1700 баксов. Как быть ? Стратегия вкратце такова – не открывайте никаких контрактов и позиций, которые бы при САМОМ ЭКСТРЕМАЛЬНО НЕБЛАГОПРИЯТНОМ развитии событий на рынке могли бы обнулить ваш счет. Такими вариантами робот не интересуется и оставляет вас в покое. Правда, минус этой стратегии – много вы и не заработаете.  Но с использованием этой тактики я потихоньку, где-то за полгода  денежки свои у Форекса отыграл и счет закрыл.    Адью, ребята !       Вы хорошо устроились !

П.С.   Сенсеи скажут вам что все что я тут написал – вранье и так робот работать не может.   Может я тонкостей на самом деле не знаю.  Нюансы знают только те, кто работает на “кухне”.  Я изучил вопрос с другой стороны – со стороны практика. И в принципе дело обстоит именно так.   А сенсеи и “аналитики” – это люди ангажированные.     Кому хотите, тому и верьте.

.

.

******************************************************************************************************