Scalar theories of gravitation
गुरुत्वाकर्षण के स्केलर सिद्धांत गुरुत्वाकर्षण के क्षेत्र सिद्धांत हैं जिसमें गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र को एक स्केलर क्षेत्र का उपयोग करके वर्णित किया जाता है, जो कुछ क्षेत्र समीकरण को संतुष्ट करने के लिए आवश्यक है। नोटः यह लेख गुरुत्वाकर्षण के सापेक्ष शास्त्रीय क्षेत्र सिद्धांतों पर केंद्रित है। गुरुत्वाकर्षण का सबसे प्रसिद्ध सापेक्ष शास्त्रीय क्षेत्र सिद्धांत, सामान्य सापेक्षता, एक टेंसर सिद्धांत है, जिसमें गुरुत्वाकर्षण की परस्पर क्रिया को एक टेंसर क्षेत्र का उपयोग करके वर्णित किया जाता है। न्यूटनियन गुरुत्वाकर्षण गुरुत्वाकर्षण का प्रोटोटाइपिकल स्केलर सिद्धांत न्यूटनियन गुरुत्वाकर्षण है। इस सिद्धांत में, गुरुत्वाकर्षण अंतःक्रिया को पूरी तरह से क्षमता द्वारा वर्णित किया जाता है, जो पॉइसन समीकरण को संतुष्ट करने के लिए आवश्यक है (क्षेत्र के स्रोत के रूप में कार्य करने वाले द्रव्यमान घनत्व के साथ)। जहां G गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक है और द्रव्यमान घनत्व है। यह क्षेत्र सिद्धांत सूत्रीकरण सीधे सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के परिचित नियम की ओर ले जाता है। नोर्डस्ट्रोम के गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत गुरुत्वाकर्षण के सापेक्ष (शास्त्रीय) क्षेत्र सिद्धांत को प्रस्तुत करने के पहले प्रयास भी स्केलर सिद्धांत थे। गुन्नार नोर्डस्ट्रोम ने ऐसे दो सिद्धांत बनाए। नोर्डस्ट्रोम का पहला विचार (1912) न्यूटोनियन गुरुत्वाकर्षण के क्षेत्र समीकरण में विचलन प्रचालक को डी 'अलेम्बर्टियन प्रचालक के साथ बदलना था। यह क्षेत्र समीकरण देता है। हालाँकि, इस सिद्धांत के साथ कई सैद्धांतिक कठिनाइयाँ जल्दी ही उत्पन्न हो गईं, और नोर्डस्ट्रोम ने इसे छोड़ दिया। एक साल बाद, Nordstrom ने फिर से प्रयास किया, क्षेत्र समीकरण प्रस्तुत करते हुए, जहाँ तनाव-ऊर्जा टेंसर का निशान है। नोर्डस्ट्रोम के दूसरे सिद्धांत के समाधान अनुरूप रूप से लोरेन्ट्ज़ियन स्पेसटाइम हैं। अर्थात्, मीट्रिक टेंसर को इस प्रकार लिखा जा सकता है, जहाँ ημν मिन्कोव्स्की मीट्रिक है, और एक स्केलर है जो स्थिति का एक कार्य है। यह सुझाव दर्शाता है कि जड़त्वीय द्रव्यमान स्केलर क्षेत्र पर निर्भर होना चाहिए। नोर्डस्ट्रोम का दूसरा सिद्धांत कमजोर समतुल्यता सिद्धांत को संतुष्ट करता है। हालाँकिः यह सिद्धांत एक विशाल पिंड के पास से गुजरने वाले प्रकाश के किसी भी विक्षेपण की भविष्यवाणी करने में विफल रहता है (अवलोकन के विपरीत) यह सिद्धांत बुध के एक विसंगत पेरिहेलियन पूर्वगमन की भविष्यवाणी करता है, लेकिन यह अवलोकन किए गए विसंगत पूर्वगमन (वह भाग जिसे न्यूटनियन गुरुत्वाकर्षण का उपयोग करके समझाया नहीं जा सकता है) के साथ संकेत और परिमाण दोनों में असहमत है। इन निराशाजनक परिणामों के बावजूद, नॉर्डस्ट्रॉम के दूसरे सिद्धांत की आइंस्टीन की आलोचनाओं ने उनके सामान्य सापेक्षता के विकास में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई। आइंस्टीन का स्केलर सिद्धांत 1913 में, आइंस्टीन (गलती से) ने अपने छेद तर्क से निष्कर्ष निकाला कि सामान्य सहप्रसरण व्यवहार्य नहीं था। नोर्डस्ट्रोम के काम से प्रेरित होकर उन्होंने अपने स्वयं के स्केलर सिद्धांत का प्रस्ताव रखा। यह सिद्धांत तनाव-ऊर्जा टेंसर के साथ एक द्रव्यमान रहित स्केलर क्षेत्र को नियोजित करता है, जो दो शब्दों का योग है। पहला, स्केलर क्षेत्र की तनाव-गति-ऊर्जा का प्रतिनिधित्व करता है। दूसरा किसी भी पदार्थ की तनाव-गति-ऊर्जा का प्रतिनिधित्व करता है जो मौजूद हो सकता हैः एक पर्यवेक्षक का वेग सदिश, या पर्यवेक्षक की विश्व रेखा के लिए स्पर्शरेखा सदिश कहाँ है। (आइंस्टीन ने इस सिद्धांत में विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की क्षेत्र ऊर्जा के संभावित गुरुत्वाकर्षण प्रभावों को ध्यान में रखने का कोई प्रयास नहीं किया।) दुर्भाग्य से, यह सिद्धांत डिफियोमोर्फिज्म कोवेरियंट नहीं है। यह एक महत्वपूर्ण स्थिरता स्थिति है, इसलिए आइंस्टीन ने 1914 के अंत में इस सिद्धांत को छोड़ दिया। स्केलर क्षेत्र को मीट्रिक के साथ जोड़ने से आइंस्टीन के बाद के निष्कर्ष निकलते हैं कि गुरुत्वाकर्षण का सिद्धांत जो उन्होंने चाहा वह एक स्केलर सिद्धांत नहीं हो सकता है। वास्तव में, जिस सिद्धांत पर वे अंततः 1915 में पहुंचे, सामान्य सापेक्षता, एक टेंसर सिद्धांत है, न कि एक स्केलर सिद्धांत, जिसमें 2-टेंसर, मीट्रिक, क्षमता के रूप में है। उनके 1913 के स्केलर सिद्धांत के विपरीत, यह आम तौर पर सहपरिवर्तनशील है, और यह विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र (या किसी अन्य गैर-गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र) के क्षेत्र ऊर्जा-गति-तनाव को ध्यान में रखता है। अतिरिक्त परिवर्तन कालूज़ा-क्लेन सिद्धांत में गुरुत्वाकर्षण और विद्युत चुंबकत्व का पाँच आयामी एकीकरण बनाने के प्रयास में विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र क्षमता के अलावा एक अदिश गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र का उपयोग शामिल है। मीट्रिक के 5वें चर घटक के साथ इसका सामान्यीकरण जो एक चर गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक की ओर ले जाता है, सबसे पहले पास्कल जॉर्डन द्वारा दिया गया था। ब्रान्स-डिक सिद्धांत एक स्केलर-टेंसर सिद्धांत है, न कि एक स्केलर सिद्धांत, जिसका अर्थ है कि यह एक स्केलर क्षेत्र और एक टेंसर क्षेत्र दोनों का उपयोग करके गुरुत्वाकर्षण बातचीत का प्रतिनिधित्व करता है। हम यहाँ इसका उल्लेख करते हैं क्योंकि इस सिद्धांत के क्षेत्र समीकरणों में से एक में केवल स्केलर क्षेत्र और तनाव-ऊर्जा टेंसर का निशान शामिल है, जैसा कि नोर्डस्ट्रोम के सिद्धांत में है। इसके अलावा, ब्रान्स-डिक सिद्धांत जॉर्डन के स्वतंत्र रूप से व्युत्पन्न सिद्धांत के बराबर है (इसलिए इसे अक्सर जॉर्डन-ब्रान्स-डिक या जे. बी. डी सिद्धांत के रूप में जाना जाता है)। ब्रान्स-डिक सिद्धांत अंतरिक्ष-समय की वक्रता के साथ एक अदिश क्षेत्र को जोड़ता है और स्व-सुसंगत है और, एक ट्यूनेबल स्थिरांक के लिए उपयुक्त मूल्यों को मानते हुए, इस सिद्धांत को अवलोकन द्वारा खारिज नहीं किया गया है। ब्रान्स-डिक सिद्धांत को आम तौर पर सामान्य सापेक्षता का एक प्रमुख प्रतियोगी माना जाता है, जो एक शुद्ध टेंसर सिद्धांत है। हालाँकि, ब्रान्स-डिक सिद्धांत को बहुत अधिक पैरामीटर की आवश्यकता प्रतीत होती है, जो सामान्य सापेक्षता का समर्थन करता है)। ज़ी ने बी. डी. सिद्धांत के विचार को द्रव्यमान पीढ़ी के लिए हिग्स-मैकेनिज्म ऑफ सिमेट्री ब्रेकडाउन के साथ जोड़ा, जिससे हिग्स क्षेत्र के साथ स्केलर क्षेत्र के रूप में एक स्केलर-टेंसर सिद्धांत सामने आया, जिसमें स्केलर क्षेत्र विशाल (छोटी दूरी) है। इस सिद्धांत का एक उदाहरण एच. डेहनन और एच. फ्रोमर्ट 1991 द्वारा प्रस्तावित किया गया था, जो हिग्स क्षेत्र की प्रकृति से अलग होकर गुरुत्वाकर्षण-और युकावा (लंबी दूरी)-जैसे कणों के साथ बातचीत करता है जो इसके माध्यम से द्रव्यमान प्राप्त करते हैं। वाट-मिसनर सिद्धांत (1999) गुरुत्वाकर्षण के स्केलर सिद्धांत का एक हालिया उदाहरण है। यह गुरुत्वाकर्षण के एक व्यवहार्य सिद्धांत के रूप में अभिप्रेत नहीं है (क्योंकि, जैसा कि वाट और मिसनर बताते हैं, यह अवलोकन के अनुरूप नहीं है), लेकिन एक खिलौना सिद्धांत के रूप में जो संख्यात्मक सापेक्षता योजनाओं के परीक्षण में उपयोगी हो सकता है। इसका शैक्षणिक महत्व भी है। नोर्डस्ट्रोम का गुरुत्वाकर्षण का सिद्धांत भी देखें संदर्भ बाहरी लिंक गोएनर, ह्यूबर्ट एफ. एम., "ऑन द हिस्ट्री ऑफ यूनिफाइड फील्ड थियरीज"; लिविंग रेव. सापेक्ष। 7 (2), 2004, lrr-2004-2। 10 अगस्त, 2005 को प्राप्त किया गया। पी. जॉर्डन, श्वेरक्राफ्ट एंड वेल्टाल, व्यूएग (ब्राउनश्वेइग) 1955। गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत