[论文解读] The Theory Of Gravity

A. A. Logunov|ArXiv.org|Oct 2, 2002

Computational Physics and Python Applications参考文献 6被引用 48

一句话总结

本文提出相对论引力理论（RTG）作为闵可夫斯基空间中的规范场理论，其中引力是具有自旋-2和自旋-0分量的物理场，与时空曲率不同。该理论从其方程唯一地推导出后牛顿近似，预测一个无大爆炸、循环、无限且平坦的宇宙，并通过相对论修正项解释水星近日点进动和光线偏折，从根本上区别于广义相对论的几何方法及其关于黑洞和暗能量的假设。

ABSTRACT

In the framework of the special theory of relativity, the relativistic theory of gravitation (RTG) is constructed. The energy-momentum tensor density of all the matter fields (including gravitational one) is treated as a source of the gravitational field. The energy-momentum and the angular momentum conservation laws are fulfilled in this theory. Such an approach permits us to unambiguously construct the gravitional field theory as a gauge theory. According to the RTG, the homogeneous and isotropic Universe is to be ``flat''. It evolves cyclewise from some maximal density to the minimal one, etc. The book is designed for scientific workers, post-graduates and upper-year students majoring in theoretical physics.

研究动机与目标

• 构建一个作为闵可夫斯基空间中规范场理论的相对论引力理论（RTG），与广义相对论的几何曲率方法相区别。
• 从基本原理出发，唯一地推导出后牛顿近似，避免引入理论外部的假设。
• 解决广义相对论中的不一致问题，如严格守恒定律的缺失和等效原理的模糊性。
• 通过轨道方程中的相对论修正项，解释太阳系中的引力现象（如水星近日点进动）。
• 质疑黑洞的存在，以及宇宙加速的标准模型，提出一个无初始奇点的循环、平坦宇宙。

提出的方法

• 将RTG表述为闵可夫斯基空间中的引力规范理论，引力场源自包含自能的守恒能量-动量张量。
• 利用最小作用原理推导出完整的RTG方程组，确保与基本守恒定律的一致性。
• 引入场论方法，其中有效黎曼几何由引力场产生，而非由时空曲率产生。
• 通过求解包含相对论修正项的轨道方程 $\frac{d^2u}{d\varphi^2} + u = \frac{EGM}{J^2c^2} + \frac{3GM}{c^2}u^2$，应用RTG中的后牛顿近似。
• 使用变量 $u = 1/W$，$W = r + GM$ 分析球对称解，推导近日点进动和光线偏折。
• 通过考察吸积能量释放和大质量天体中无事件视界的现象，对比RTG与广义相对论的预测。

实验结果

研究问题

• RQ1 能否在闵可夫斯基空间中构建一个一致的相对论引力理论，作为规范场理论，同时保持所有守恒定律？
• RQ2 RTG中的后牛顿近似是否能唯一地从其方程推导出，而无需外部假设？
• RQ3 RTG如何在不依赖几何曲率的前提下解释水星近日点进动和光线偏折？
• RQ4 RTG的宇宙学含义是什么，特别是关于大爆炸、宇宙膨胀和暗物质？
• RQ5 广义相对论中描述的黑洞在自然界中是否存在？或者RTG中的大质量天体具有不同的、非奇点的结构？

主要发现

• RTG对水星近日点进动的推导给出了精确的相对论修正项 $\frac{3GM}{c^2}u^2$，可直接解释观测到的每世纪 $43''$ 的进动。
• RTG中的后牛顿近似唯一地由理论方程导出，而广义相对论中的后牛顿近似则依赖于超出场方程的额外假设。
• RTG预测一个循环、无限且平坦的宇宙，无初始奇点，将大爆炸替换为每个空间点的高密度、高温状态。
• 该理论拒绝黑洞的存在，断言物质无法在引力半径内坍缩，并预测大质量天体在球对称吸积过程中会释放大量能量。
• RTG预测去加速参数 $q > 0$，意味着宇宙减速膨胀，与基于观测数据的近期加速膨胀主张相矛盾。
• 该理论引入非零引力子静质量，其值可通过宇宙学参数（如哈勃常数和去加速参数 $q$）加以约束。