Страсти вокруг ОТО, БЧС и вечного двигателя

Написал к другому посту такой длительный и содержательный комментарий, что решил скопировать к себе.

Как раз недавно в моем блоге был разговор на тему.

Закончилось тем, что пошли "апелляции к авторитетам". Потому что в обоих двух приведенных примерах на тему "скорость света нарушает причинность" можно было внести в условие небольшие изменения так, что скорость света не превышена, а причинность все равно нарушена. Возник резонный вопрос: неужели почетный академик врал? И если да, то почему? Я начал копать. И накопал достаточно стройный в смысле хронологии ответ. Оказалось, что апелляции к авторитетам здесь еще более тухлый аргумент, чем обычно. Потому что научного консенсуса (то есть, согласия такого подавляющего большинства ученых, что несогласные легко классифицируются как фрики и маргиналы) насчет возможности превысить скорость света не существует. Сейчас будет шок-контент. Его не существует даже насчет ОТО в принципе. 

Краткая история вопроса такова:

1) Когда из попытки состыковать данные электродинамики и механики появилась СТО, внезапно оказалось (осторожно, шок-контент), что классическая причинность в ней не работает. То есть, причина и следствие из разных систем отсчета (далее СО) могут наблюдаться происходящими в разном порядке. Если хорошо разогнаться, можно наблюдать, как следствие происходит раньше причины. Это называется "относительность одновременности" и является прямым следствием постулата "скорость света равна во всех СО". Причинность пришлось переопределять через принцип близкодействия, но...

2) Возникла куча парадоксов, на разные лады склоняющих относительность одновременности. Близнецы, дуэлянты, стержень и сарай... Все сводилось к простому вопросу: если наблюдатели в разных СО видят события в разном порядке, то кто же прав? Какая версия истории Вселенной настоящая, и в каком мире окажутся наблюдатели, когда остановятся? Теория не позволяла ответить на вопрос.

3) В попытке решить проблему с остановкой (и другие возникающие в СТО) Альбертом "наше все" Эйнштейном была вброшена революционная идея "сильного принципа эквивалентности гравитационного и инерционного поля", развивая которую, люди создали ОТО. Хорошая новость: все парадоксы из пункта 2 благополучно разрешились, теперь это всего лишь контринтуитивные выводы.

4) Плохая новость: разрешились через другой шок-контент. Локально-инерциальные системы отсчета не равноправны. Релятивистские эффекты всегда происходят с тем, чья скорость менялась под действием силы. Прямое следствие "сильного принципа эквивалентности": глобально-инерциальных СО вообще не существует. То есть, первый закон Ньютона нуждался в серьезном переосмыслении. Но следствие из следствия еще страшнее. Из-за неоднородности времени и пространства энергия и импульс не сохраняются. Более того, не существует способа переопределить энергию так, чтобы интеграл от нее по пространству сохранялся при движении по времени. Потому что интегрировать тензорные поля в римановом пространстве так, чтобы получались инвариантные результаты, математически невозможно. Запрет на вечный двигатель ушел в закат. По сравнению с этим, проблемы замкнутых времениподобных кривых - цветочки. По факту, ОТО полностью отрицала требовала подгонять под себя всю предыдущую физику. Поэтому рассматривалась как гипотеза, находящаяся "в активной разработке". В СССР дошло до того, что в 50-х академики называли ее "теория гравитации Эйнштейна", дабы не смущать умы созвучием с "хорошо работающей СТО".

5) В 70-х годах в ОТО была решена проблема системы отсчета. Проблема энергии была частично заткнута гипотезой Шиффа, объясняющей, почему негравитационный вечный двигатель в ОТО все же невозможен. С гравитационным ясности до сих пор нет. Но в определенный момент подтверждений именно Эйнштейновской теории гравитации стало гораздо больше, чем альтернативных. Например, важным подтверждением стала релятивистская прецессия перигелия в системах двойных пульсаров, за это в 1974 году дали нобелевку.

6) Потом открыли темную энергию и инфляционное расширение Вселенной. Оказалось, что скорость света таки была превышена, и следы этого наблюдаются. Инфляционную модель создали в 80-х, экспериментальные подтверждения до сих пор продолжают собирать.

7) Развивая идеи из предыдущего пункта, в 90-х придумали напрямую следующий из ОТО способ перемещаться быстрее света. И даже не один, но самым популярным в научном мире стал пузырь Алькубьерре. Теперь вот, в августе 2020, придумали дополнительный. Казалось бы, ничего страшного после вечного двигателя. Но именно это почему-то очень сильно возмущает некоторых любителей сверхтвердой НФ. На сегодняшний день, способы остаются не очень проверяемыми из-за требуемых затрат энергии (которые, впрочем, теоретики постепенно переоценивают вниз), а попытки собрать демонстратор на уровне элементарных частиц - на уровне "нет трех сигма".

8) Проблема вечного двигателя в ОТО до сих пор решена лишь частично. Проблема квантования гравитации тоже. Вопросы "физичности" времениподобных кривых остаются дискуссионными. Но при этом овер дофига наблюдаемых явлений (в том числе происходящих в вашем смартфоне) прекрасно объясняются ОТО. Теории, которая так же хорошо объясняла бы их, не предсказывая при этом "всякую дичь", не существует. Консенсус? Какой такой консенсус? Договорились только продолжать договариваться. То есть, серьезно разбираться с перечисленными выше проблемами. Все равно объяснений получше нет.

Мы имеем дело не с чем-то, кристаллизуемым в школьной программе, а с активно развивающейся теорией, где полно белых пятен. Как следствие, мало кто, кроме узких специалистов, в ней действительно разбирается, даже среди обладателей степеней и званий. Глядя на даты, можно понять дополнительную проблему. Все еще существует овердофига очень пожилых и уважаемых академиков, которые застряли на этапе 3 и пытаются смущать умы парадоксами с этапа 2. И в чем-то они даже правы, потому что на стройплощадку без каски выходить опасно. Возможно, в ближайшие 10 лет пузырь Алькубьерре будет "закрыт", как ранее негравитационный вечный двигатель. Возможно, решение с солитонами не будет закрыто, а наоборот, подтвердится экспериментально. Заранее нельзя сказать наверняка. Наука существует затем, чтобы получать ответы.