Нелокальность в ОТО

[Bitman]

Классическая ньютоновская теория индифферентна по отношению к перемещениям во времени: она их и не разрешает, и не запрещает. Другое дело квантовая механика, в которой есть квантовая запутанность и нелокальность. Но я также слышал, что и в ОТО есть нелокальность. Это для меня совсем непонятно. Я всегда считал что Эйнштейн был противником квантовой механики, он называл квантовую запутанность “кошмарным дальнодействием” и надеялся, что эксперимент опровергнет её существование. А двигатель Алькубьерре – вроде не лженаука? Согласно СТО, если возможно сверхсветовое движение, то должны быть возможными и перемещения во времени.

[Н. Светлов]

Но я также слышал, что и в ОТО есть нелокальность.

Нет, нелокальности там нет. В системе координат, привязанной к фотону, фотон будто бы существует во всех точках вселенной сразу; но, строго говоря, это не предсказание ОТО. Теория относительности даёт предсказания относительно частиц со сколь угодно малой конечной массой и при сколь угодно высокой досветовой скорости. К предельным ситуациям она формально неприменима: там возникает деление на ноль.

А двигатель Алькубьерре – вроде не лженаука?

ОТО вовсе не запрещает сверхсветовые скорости. Наблюдатель в своей системе координат может двигаться относительно любых других объектов с любой конечной скоростью и, скажем, за несколько лет долететь до туманности Андромеды и вернуться обратно. Без всякого пузыря.

Это по часам независимых наблюдателей он будет лететь к Андромеде с досветовой скоростью, и они будут ждать его возвращения никак не менее пяти с гаком миллионов лет. Но ведь это их проблемы! Если, допустим, к Андромеде полетит вся Земля, то ждать четыре миллиона лет окажется просто некому.

Фишка пузыря Алькубьерре в том, что наблюдатель перестаёт быть вполне независимым, так как оказывается в изменяющемся пространстве-времени. Но есть одно "но": само допущение возможности сжимать пространство перед и расширять позади неявно предполагает нелокальность. Откуда пространство впереди узнает, что его хотят сжать?

[Дин-70]

К предельным ситуациям она формально неприменима: там возникает деление на ноль.

Для предельных случаев нужна другая математика, которой пока нет.

[Коллега Пруль]

Вот вы мне, дураку, что объясните. Ещё с подросткового возраста этим мучился и мог только догадываться.
Если космический корабль движется, допустим, к Тау Кита со скоростью, равной скорости света или близкой к ней (например, 0,99 от скорости света) с точки зрения Земли и преодолевает это расстояние, грубо говоря, за десять лет опять же с точки зрения Земли, то сколько времени должно пройти внутри корабля с точки зрения экипажа? Хочется узнать, верный ли вывод я делал все эти годы своим умом.

[Н. Светлов]

сколько времени

Очень мало, порядка дней или недель.

Если добавить время на разгон и торможение, то дольше, конечно. Но всё равно по зависимому времени многократно быстрее, чем для оставшихся на Земле. По приборам экипажа скорость будет сверхсветовой.

При этом, однако, не придётся преодолевать «световой барьер» по аналогии со звуковым барьером при достижении сверхзвуковой скорости, так как по приборам экипажа свет будет по-прежнему распространяться в любом направлении со своей обычной скоростью. Корабль его не обгонит. Но длина электромагнитной волны от источников света, расположенных по курсу корабля, станет короче (настолько, что, скорее всего, попросту уничтожит корабль), а со стороны кормы — длинней (настолько, что источники станет почти невозможно обнаружить).

Для предельных случаев нужна другая математика, которой пока нет.

Математику как ни тасуй, она всё равно останется формальной (то бишь знаковой) системой. Точное отображение реальности во всей её полноте ни на какие формальные системы невозможно. В любом описании всегда будут оставаться лакуны.

[Дин-70]

Точное отображение реальности во всей её полноте ни на какие формальные системы невозможно. В любом описании всегда будут оставаться лакуны.

Точное отображение всего не обязательно. Достаточно точного отображения какой-то части. Например, той, что сейчас оказывается в сингулярности.

[Олег К]

По приборам экипажа скорость будет сверхсветовой.

Почему сверхсветовой? С точки зрения обитателей корабля в соответствии с показаниями их приборов, ситуация будет выглядеть так, что они наблюдают приближающуюся к ним тау кита, со скоростью примерно 1с, и находящуюся от них на расстоянии двух световых недель. То что в земных справочниках написано, что между солнцем и тау кита, десять световых лет, для обитателей корабля значения не имеет, им надо срочно проводить свои астрономические наблюдения и вносить актуальные в их системе отсчета данные межзвездных расстояний в Млечном Пути. Если будут пользоваться данными из земных справочников, то долго не проживут)).

[Bond]

По приборам экипажа скорость будет сверхсветовой.

Пока они движутся равномерно и прямолинейно, их приборы будут показывать то же, что и приборы на Земле. А вот когда они перейдут в режим торможения, то их приборы под действием ускорения начнут творить такое, что лучше на них даже не смотреть!

[Н. Светлов]

Почему сверхсветовой? С точки зрения обитателей корабля в соответствии с показаниями их приборов, ситуация будет выглядеть так, что они наблюдают приближающуюся к ним тау кита, со скоростью примерно 1с, и находящуюся от них на расстоянии двух световых недель.

Согласен, так правильней. Скорость окажется сверхсветовой, если они посчитают её по данным земных справочников, а не своих наблюдений.

[solvisor]

Я всегда считал что Эйнштейн был противником квантовой механики...

Он не был противником квантовой механики, просто ему времени не хватило понять эту теорию.

«Хорошо помню рассказ Ландау о его встрече с Эйнштейном. <…> Я слышал [это] лично, как и присутствовавшие на встрече с Ландау примерно полтораста студентов МГУ в 1960 г., в холле общежития зоны „Б“, на 11-м этаже главного здания. Ландау с большой теплотой и в то же время с искренней печалью говорил об Эйнштейне, о его глубоко укоренившемся заблуждении на тему возможности создания единой теории поля; о том, что три последние десятилетия жизни Эйнштейна прошли в бесплодных усилиях; о том, что он, Ландау, пытался объяснить Эйнштейну, почему такая теория в принципе невозможна, но тот не был в состоянии понять. Таким образом, совершенно ясно: сам Ландау утверждал, что с Эйнштейном они встречались и даже спорили о единой теории поля» [1, стр. 248].

«Ландау не раз рассказывал, в частности, мне или при мне, что он один раз в жизни разговаривал с Эйнштейном, насколько помню, в Берлине, году, так, в 1930-м. Ландау, по его словам, после семинара пытался „объяснить“ Эйнштейну квантовую механику, но безуспешно» [2, стр. 294].

«В октябре Дау приехал в Берлин. Однажды в Берлинском университете он увидел Альберта Эйнштейна. Он подошел к знаменитому ученому и, смущаясь, попросил разрешения поговорить с ним. Эйнштейн пригласил юношу к себе домой. И вот Лев в гостях у Эйнштейна. Ландау — двадцать один год, Эйнштейну пятьдесят. Мягкий, добрый, стареющий Эйнштейн, который из-за своей замкнутости не имел учеников, внимательно слушал молодого советского физика. Лев пытался доказать Эйнштейну правильность основного принципа квантовой механики — принципа неопределенности. Он недоумевал: как человек, теорией относительности совершивший переворот в науке, не может понять другой революционной теории — квантовой механики? Эйнштейну были симпатичны и горячность и убежденность Ландау, и ясные, четко сформулированные утверждения. Но переубедить Эйнштейна Лев не мог» [3, стр. 34].

Вот что рассказал Хартек Медикусу во время интервью: в 1931 году Эйнштейн выступал перед членами Немецкого физического общества на конференции в Бад-Эльстере (Bad Elster). Эта конференция продолжала давнюю традицию Общества немецких естествоиспытателей и врачей, частью которого были Немецкое физическое и Немецкое математическое общества. Курортный городок Бад-Эльстер находится в Саксонии и действительно после войны принадлежал ГДР, так что Отто Фриш не ошибся. Далее рассказ Хартека о выступлении Ландау дословно совпадает с тем, что написал Фриш в воспоминаниях. Совпадает и описание реакции Эйнштейна на неожиданную критику неизвестного молодого человека:

«Публика с удивлением переглядывалась. Эйнштейн какое-то время подумал, а затем сказал: „Молодой человек полностью прав, это я проглядел. Пожалуйста, забудьте всё, что я вам сейчас сказал. Я должен еще раз всё хорошенько обдумать“» [4, стр. 162–163].


1. Горобец Б. Круг Ландау (главы из книги). Еврейская Старина, 2006. Т. 6. С. 199–249.
2.Гинзбург В. Л. О физике и астрофизике: статьи и выступления. М.: Наука, гл. ред. физ.-мат. лит., 1992.
3.Бессараб М. Страницы жизни Ландау. М.: Московский рабочий, 1971.
4.Schaaf M. Heisenberg, Hitler und die Bombe. Gespräche mit Zeitzeugen. Diepholz, Berlin: GNT-Verlag, 2018.

[Bitman]

solvisor,
Если мне не изменяет память, Эйнштейн внёс большой вклад в квантовую механику, предложив идею мысленного эксперимента ЭПР, и уже после смерти Эйнштейна ЭПР-парадокс был подтверждён неравенствами Белла (прошу меня поправить если что).
Вот ещё цитата Ричарда Фейнмана (из Викицитатника):

I think I can safely say that nobody understands quantum mechanics.

[solvisor]

solvisor,
Если мне не изменяет память, Эйнштейн внёс большой вклад в квантовую механику, предложив идею мысленного эксперимента ЭПР, и уже после смерти Эйнштейна ЭПР-парадокс был подтверждён неравенствами Белла (прошу меня поправить если что).
Вот ещё цитата Ричарда Фейнмана (из Викицитатника):

I think I can safely say that nobody understands quantum mechanics.

Эйнштейн один из величайших учёных за все время человечества. Ниже я привел цитаты, из которых можно понять его отношение к квантовой механике.

На конференции 1909 года в Зальцбурге он признал, что именно квантовая физика будет доминировать как «следующая фаза теоретической физики». Однако уже в 1911 году, выступая на знаменитом Сольвеевском конгрессе в Брюсселе – важнейшей вехе в истории развития квантовой теории, – начал отзываться о ней с определенным скептицизмом, даже несмотря на одобрительные отзывы многих его коллег. А еще через год заявил Генриху Зангеру: «Чем большим успехом квантовая теория пользуется, тем глупей она выглядит».

Эйнштейн верил в детерминированный мир, в котором любое событие имеет свою причину, а в квантовой механике как мы знаем, основной постулат - неопределенность. Возражая против этого, Эйнштейн заявил: «Бог не играет в кости». На что Нильс Бор, светоч Копенгагенской школы квантовой механики, в шутку ответил: «Не советуйте богу, что ему делать!» Эйнштейн и Бор, уважавшие друг друга профессионально и лично, вели многолетние дебаты о квантовой природе мира, которые сегодня считаются чуть ли не вершиной научных споров в истории человечества.

Столь же скептически относился Эйнштейн и к описанию в квантовой механике того, как частицы взаимодействуют друг с другом на больших расстояниях. Понятия не имея, каким образом кванты сообщаются между собой, он определил этот феномен как «сверхъестественное воздействие на расстоянии». В 1924 году в письме к Нильсу Бору, жалуясь на то, что беспокоит его в квантовой механике, он писал: «Я нахожу абсолютно недопустимым предположение, что электрон, которому предстоит быть излученным, должен самостоятельно, по собственной воле выбирать не только момент скачка, но и его направление. Если это так, я предпочел бы быть сапожником или крупье в казино, но не физиком».

При этом Эйнштейн вовсе не считал квантовую механику по сути ошибочной. Точнее сказать – он считал ее незавершенной. Свою работу по квантам от 1905 года он назвал «эвристической» – и примерно под тем же углом рассматривал квантовую физику в целом. В 1926 году он выразил эти ощущения Максу Борну в следующих словах: «Квантовая механика достойна всяческого уважения. Но внутренний голос говорит мне, что это еще не окончательное решение. Теория дает много, но не приближает нас к раскрытию тайн Старого Господина»

Эйнштейн надеялся, что его работа 1935 года о т. н. «ЭПР-парадоксе» (написанная совместно с Борисом Подольским и Натаном Розеном и озаглавленная «Можно ли считать квантово-механическое описание физической реальности полным?») станет «последним гвоздем в крышку гроба» квантовой механики на данной стадии ее развития. Работа эта посвящалась основной претензии Эйнштейна к «квантовым ортодоксам» и оспаривала утверждение о том, что никакая частица не имеет определенных координат, пока ее не подвергли наблюдению. На что Эйнштейн возражал: «Вы действительно считаете, что луны в небе нет, пока мы на нее не смотрим?» Для доказательства его позиции в работе предлагался умозрительный эксперимент, который был поставлен, чтобы развенчать принцип неопределенности, – однако не произвел особо чувствительного удара по оппонентам. Годы спустя, в 1980-х, сей аргумент был проверен на практике и опровергнут, и последнее слово – по крайней мере, в отношении данной позиции – осталось за «квантовыми ортодоксами».

В 1944 году Эйнштейн в переписке с Максом Борном подвел итоги своего конфликта с новой ветвью науки. «В наших научных ожидания мы стали антиподами, – писал он. – Ты веришь в бога, который играет в кости, а я – в абсолютные закон и порядок в объективно существующем мире». Так великий ученый остался предан собственной вере – в то, что объективная реальность все-таки существует. В 2005 году Джон Полкинхорн, британский физик-теоретик и теолог, написал в журнале «Наука и теология»: Эйнштейн хотел, чтобы физический мир был беспроблемно объективен и детерминирован, и потому отрицал современную квантовую теорию. С такой установкой он стал скорее последним из гениев древних, чем первым из современных.

[Bond]

Он не был противником квантовой механики, просто ему времени не хватило понять эту теорию.

Он и не пытался понять, Эйнштейн работал над своей "Единой теорией поля" - и значительно преуспел, объединив в ней электромагнетизм и гравитацию, правда, математически он так и не смог её окончательно сформулировать

[Дин-70]

https://www.youtube.com/watch?v=KF_Nt-aWgs8