геометрия постранства

[kostiani]

Читая дискуссии в данном разделе по мере моего их восприятия , задаюсь некоторыми вопросами. Они вполне возможно просты для понимания, а если учесть то, что я только начал изучать физику по Перышкину, и ... наивны.
Все таки ---1)каким образом Эйнштейн создал ОТО? 2)Он предположил то что искривленное пространства представляет собой физическое поле?
Искривление пространства таким образом может восприниматься как одно из его физических свойств?
Это вспомогательные вопросы, а вот основной - 3)каким образом определяются свойства пространства-времени? 4)И есть ли еще эти свойства? 5)Или уже все свойства изучены?
Если можно конкретные ответы. Можно кратко "да", "нет", "не знаю".
Дополнение:
Буду не против если данное сообщение станет началом дискуссии для других. С удовольствием послушаю другие мнения, если они будут конструктивны и противоречивы при этом друг другу- вообще хорошо.

[EvilPhysicist]

kostiani в сообщении #655770 писал(а):

1)каким образом Эйнштейн создал ОТО?

Взял и создал.

kostiani в сообщении #655770 писал(а):

Он предположил то что искривленное пространства представляет собой физическое поле?

Нет, он предположил, что пространство-время можно описать как дифференцируемое многообразие. Ну и "угадал" вид лагранжиана для гравитации.

kostiani в сообщении #655770 писал(а):

3)каким образом определяются свойства пространства-времени?

Если вы про эксперименты - то по движению материи. В теории просто вычисляется метрика пространства-времени, а из неё все свойства "вытаскиваются".

[fizeg]

kostiani
Эйнштейн пришел к ОТО во-первых осознав глубину формализма пространства Минковского, а во-вторых осознав важность принципа эквивалентности через мысленный эксперимент с лифтом Эйнштейна. Это привело его к идее об описании гравитации с помощью псевдоримановой метрики и после нескольких лет топтаний на месте из-за пары неразрешенных концептуальных вопросов, он пришел к уравнениям ОТО (одновременно с Гильбертом, который как раз угадал лагранжиан). Сразу проверив некоторые экспериментальные следствия, вроде перигелия Меркурия, и сделав предсказания об отклонении света (это один из многих фактов, наряду собственно с выдвижением идеи, почему я считаю вклад Эйнштейна несоизмеримо большим, чем вклад Гильберта) Потом предказания ОТО потвердились и так они с тех пор хорошо подтверждаются.

На эту тему есть хорошие вещи для чтения, например (увы уже старенькая) статья Визгина в УФН. Что важно, он приводит там собственно отдельные выкладки. Увы без знания собственно физики даже историю физики тяжело передать.

Есть важный момент. Это история. История очень поучительна, да и просто интересна, НО. Она никак не влияет на реальность. Т.е. автор теории мог прийти к ней из совершенно ложных посылок и все равно получить что-то работающее. Никого не волнуют ни эти посылки, ни мнение самого автора.

[lek]

fizeg в сообщении #655818 писал(а):

На эту тему есть хорошие вещи для чтения, например (увы уже старенькая) статья Визгина в УФН...

или книга А. Пайса "Научная деятельность и жизнь Альберта Эйнштейна" (скачать можно здесь)

[fizeg]

kostiani в сообщении #655770 писал(а):

каким образом определяются свойства пространства-времени?

Мы знаем что явления могут быть описаны с помощью некоторой модели, одним из базовых блоков является нечто с определенными свойствами, что мы называем "пространство-время".

[bayak]

fizeg в сообщении #655849 писал(а):

Мы знаем что явления могут быть описаны с помощью некоторой модели, одним из базовых блоков является нечто с определенными свойствами, что мы называем "пространство-время".

Но метрические свойства пространства и времени это блок из геометрической модели гравитации Эйнштейна, а у пространства и времени есть ещё и квантовые свойства (которые задаются соотношением неопределённостей), не отражаемые в этой модели. В этой связи возникает вопрос,- а нельзя ли получить геометрическую модель, которая вобрала бы в себя и метрические и квантовые свойства пространства и времени. Вас этот вопрос не волнует?

[pohius]

Ага, расскажите товарищу fizeg про КТП и эффективную теорию поля. Я вот вчера пробовал

[bayak]

pohius
Я не совсем понял юмор, но зачем же сразу про КТП? Для начала неплохо бы встроить в геометрическую модель только квантовую механику.

[Munin]

fizeg в сообщении #655818 писал(а):

после нескольких лет топтаний на месте из-за пары неразрешенных концептуальных вопросов

Можете их назвать?

[fizeg]

Munin в сообщении #655922 писал(а):

Можете их назвать?

Собственно Эйнштейн уже к 1913 году написал уравнения вроде $R_{\mu\nu}=\kappa T_{\mu\nu}$, но после этого он посчитал, что они не физичны. Не помню как это называют обычно по русски, но по-английски зовут "Hole argument". Фактически суть в калибровочной инвариантности - метрика не может быть определена однозначно. Он из-за этого и занимался года два изобретением разных уродцев, пока не осознал, что на наблюдаемые явления эта неоднозначность не влияет. Гильберту он кстати писал, что похожие уравнения они уже получали и сложность была именно в том, чтобы понять, что для физики все хорошо.

[pohius]

bayak в сообщении #655918 писал(а):

зачем же сразу про КТП?

Потому что "встраивать" проще. У нас есть 2 эквивалентные формулировки КМ и КТП, одна оперирует с частицами, другая с полями. Поля можно представить как совокупность частиц, а частицу можно представить как колебание поля.

[fizeg]

bayak

bayak в сообщении #655918 писал(а):

зачем же сразу про КТП?

ОТО полевая теория? Вся другая материя описывается с помощью КТП?

bayak в сообщении #655890 писал(а):

В этой связи возникает вопрос,- а нельзя ли получить геометрическую модель, которая вобрала бы в себя и метрические и квантовые свойства пространства и времени.

Мы можем использовать ОТО как эффективную КТП при условии, что энергии много меньше Планковской. Что в любом случае мало кого волнует на практике, учитывая, что квантовые эффекты в любом случае при доступных энергиях сильно задавлены. Что же получается при приближении к Планковской можно только гипотезы сейчас строить. Совершенно не факт, что при этом вы сможете рассматривать гравитацию как достаточно отделенный от остальных объект.

И да. "Геометризовать" можно кучу вещей, не получив при этом ни капли новых сведений. А близкая к фундаментальной теории может быть весьма неочевидной (кто-нибудь пытался до создания ОТО переформулировать классическую теорию гравитацию как теорию Ньютона-Картана?) В любом случае, будьте конкретнее.

[bayak]

fizeg в сообщении #655948 писал(а):

В любом случае, будьте конкретнее.

Я имел в виду такую геометрическую теорию, в которую легко встраивается концепция функционального интеграла по траекториям, и одновременно - естественным образом индуцируется псевдориманова метрика.

[Munin]

bayak в сообщении #655960 писал(а):

Я имел в виду такую геометрическую теорию, в которую легко встраивается концепция функционального интеграла по траекториям, и одновременно - естественным образом индуцируется псевдориманова метрика.

Я бы сказал, что это похоже на калибровочную теорию гравитации Иваненко-Сарданашвили.

[bayak]

Munin в сообщении #655967 писал(а):

Я бы сказал, что это похоже на калибровочную теорию гравитации Иваненко-Сарданашвили.

А действие в этой теории геометризуется? А если да, то как геометрия действия свзана там с его комплексификацией?