4. ГРАВИТАЦИОННОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ КАК ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ПРОВЕРКИ ГРАВИТАЦИОННОЙ ТЕОРИИ

Проверки постньютоновских гравитационных эффектов в Солнечной системе сыграли важную роль при выявлении тех метрических теорий гравитации, которые оказались нежизнеспособными, и тех теорий, которые могут быть жизнеспособными. Однако такие эксперименты не дают полной картины, поскольку в них исследуется лишь малая часть, постньютоновский предел, всей совокупности предсказаний гравитационных теорий. Это усугубляется тем обстоятельством, что имеется несколько метрических теорий гравитации,

которые формулируются совершенно по-разному и все же могут полностью совпадать с общей теорией относительности в постньютоновском пределе и тем самым находиться в согласии с современными проверками в Солнечной системе (см. табл. 7). Таким образом, центр тяжести проблемы проверки этих теорий переносится с постньютоновского приближения на новые области «пространства предсказаний», в основу проверки кладутся новые возможные явления.

Новую почву для проверок дает гравитационное излучение. Недавние исследования показали, что метрические теории гравитации могут отличаться друг от друга и от общей теории относительности в своих предсказаниях свойств гравитационных волн по трем главным вопросам: 1) они могут предсказывать различные состояния поляризации для типичных гравитационных волн (п. 4.1);

2) они могут предсказывать отличие скорости слабых гравитационных волн от скорости света (п. 4.2); 3) они могут предсказывать различные мультипольности, т. е. монопольность, дипольность, квадрупольность и т. д. гравитационного излучения, испущенного данными источниками (п. 4.3). Для использования поляризации и скорости в качестве проверок требуется регулярное детектирование гравитационного излучения — перспектива, по-видимому, почти неосуществимая. С другой стороны, мультипольность гравитационных волн можно исследовать, анализируя обратное влияние гравитационного излучения на источник (реакцию излучения) для различных мультиполей. Примером может служить изменение периода орбит в системе двух тел, вызванное изменением энергии системы в результате испускания гравитационного излучения. Такая проверка, по-видимому, уже возможна в случае двойного пульсара (см. пп. 5.2, а и 5.2, б).