Профессор Сергей Сипаров: на пути геометризации физики без введения понятия темной материи

Сипаров Сергей Викторович, закончил физфак ЛГУ, доктор физико-математических наук, профессор, профессор Санкт-Петербургского государственного университета гражданской авиации, более 150 статей, научно-методических работ и монографий, последняя из которых “Introduction to the Anisotropic Geometrodynamics” вышла в издательстве World Scientific в 2011 году.

Выдвинул теорию гравитации, известную также как анизотропная геометродинамика (АГД). В космологическом масштабе в этой теории можно обойтись без введения понятия темной материи при интерпретации кривых вращения спиральных галактик, объяснить эмпирический закон Талли-Фишера, а также снять целый ряд других проблем при интерпретации наблюдений.

В настоящее время им разрабатывается метрическая динамика – геометрический подход, основанный на идеях Клиффорда, направленный на аксиоматическое построение механики, не связанное с понятием силовых полей. Вместо них используется моделирование физической реальности с помощью анизотропного пространства. Это позволяет, с одной стороны, использовать новый язык для интерпретации наблюдений в механике и электродинамике, а с другой стороны, преодолеть ряд парадоксов квантовой механики.

Я неоднократно бывал на Ваших выступлениях, и они всегда вызывали интерес аудитории, вопросы и обсуждения. Почему?

Возможно, потому, что на конференциях я стремлюсь не столько доложить о полученных результатах, сколько донести до слушателей неизбежность вопросов, ответами на которые они являются.

Разве она не очевидна?

Конечно, нет. Вопросов много, они разные и разной степени общности, еще больше различных подходов к ответам. Очень трудно найти вопрос, да и ответ, интересный и понятный всем или, хотя бы, многим. Большинство исследователей довольно быстро уходят в узкую область, и там «варятся».

И Вы специально ищете такие вопросы, которые могут быть интересны многим?

Нет, я тоже начинаю с конкретной проблемы. Но так получается, что вместо того, чтобы искать ее решение, я ищу, откуда она взялась. И через несколько шагов появляется как раз тот самый неизбежный вопрос. И иногда он касается основ соответствующей теории.

Но так можно из-за каждой проблемы начать менять основы…

Ну, во-первых, своей задачей я вижу как раз удержать основы или укрепить их, дополняя и расширяя, а во-вторых, далеко не каждая проблема этого требует или стоит.

Как же тогда совершить научную революцию, если стремиться удержать основы?

Ее надо задушить в зародыше или уж возглавить, но только тогда, когда все другие средства исчерпаны. Да и необходимость революционной ситуации никто не отменял.

Ваша деятельность как бы отсылает к «новой физике», появления которой все ждут, но никак не дождутся. Расскажите, пожалуйста, в чем тут «неизбежный вопрос» и что конкретно Вы делаете? И, кстати, с какой конкретной проблемы Вы начали?

Подробный ответ займет много времени, и можно просто найти мои выступления в сети (на русском и английском языках) на сайте https://siparov.com/ и канале https://www.youtube.com/user/SergeySiparov. Но в двух словах дело было так. Я узнал о плоских кривых вращения в спиральных галактиках – наблюдательных данных, которые послужили основанием для введения понятия «темной материи».

Теория требовала, чтобы кривые стремились к нулю, но они выходили на константу. Рассмотрев детали, я наткнулся на противоречие: закон Талли-Фишера (и его аналог закон Фабер-Джексона), который также следует из наблюдений, никак не включает эту темную материю. Значит, дело не в ней. Наблюдения – достоверны, остается теория. Но теория – это теория относительности, которая хотя и подвергается нападкам людей, знакомых с ней недостаточно, является наряду с квантовой механикой одним из безусловных столпов современной науки. Она имеет как глубокий смысл, так и успехи в описании различных наблюдений. Смысл ее состоит в том, что движение под действием сил гравитации неотличимо от движения под действием сил инерции, если последнее происходит по соответствующей кривой.

Но силы инерции могут зависеть и от скоростей, что в общей теории относительности появляется только в следующем порядке разложения. Если же учесть скорости сразу и явно, то исходные уравнения изменятся. И оказалось, что изменятся как раз так, что теоретические кривые вращения становятся плоскими. Причем эмпирический закон Талли-Фишера теперь следует из теории. Мало того, этот подход предсказывает и закон Хаббла, который также был обнаружен в наблюдениях. Принято считать, что он подтверждает идею Фридмана о расширении Вселенной, но теперь он просто указывает на наличие во Вселенной вращательных структур разного масштаба.

Выглядит внушительно. А что-нибудь еще можно описать с помощью этой теории?

Ну, там есть десятка полтора разных следствий, которые имеются в наблюдениях. Часть из них сейчас объясняют с помощью классической ОТО, часть с помощью темной материи, а часть – никак не объясняют.

А можно проверить эту теорию с помощью таких наблюдений, которые до этого еще не выполнялись?

Правильный вопрос! И не простой, поскольку наблюдения должны выполняться на галактическом масштабе. Но ответ – да. Такой эксперимент задуман, рассчитан и проведен, а результаты опубликованы https://blog.oup.com/2017/07/radiotelescopesgravitationalwaves/.

Суть его в следующем: гравитационные волны от регулярных источников типа тесных двойных звезд должны распространяться по-разному вдоль и поперек плоскости нашей галактики – как раз из-за учета скорости движения источников вокруг центра галактики.

Эти данные укажут на необходимость модификации теории. Был предложен эффект (ОМПР – оптико-метрический параметрический резонанс), с помощью которого такие волны можно регистрировать с помощью обычного радиотелескопа, а потом проведены наблюдения в Пущинской обсерватории РАН. Все работает. Проблема в том, что таких наблюдений нужно много, чтобы набрать необходимую статистику. Ждем, чтобы кто-нибудь подключился.

И что все это значит в смысле «новой физики»?

Не сказать, чтобы такой уж новой. В начале 20-го века идея геометризации физики была популярна, а Эйнштейн до самой смерти ей занимался. Но они шли по другому пути, пытаясь сопоставлять геометрическим объектам некие сущности или физические поля. Теперь же речь идет об эквивалентности описания явлений, как с помощью физических полей, так и с помощью подбора необходимой геометрии. То есть появляются не сущности, а способ описания.

Но это все равно перспективно, так как вовлекает новые математические идеи в физическую теорию. Кстати, и в микромире это работает. Там тоже есть свои парадоксы, вроде волновой функции, которую ввел Шредингер, полностью разрывая со «старой» квантовой механикой Бора. Теперь оказывается, что экспериментальные результаты можно описывать и «классически», если использовать геометрический подход. Вместо уравнения Шредингера появится другое, которое тоже работает.

Интервью: Иван Степанян

Read more: Современная наука с Иваном Степаняном ...