Z principů. Obecná teorie relativity

TEORIE RELATIVITY

TEORIE RELATIVITYTeorie navržená Albertem Einsteinem na základě postulátu, že pohyb jednoho těla může být stanoveno pouze ve vztahu k pohybu jiného těla. To vedlo k pojmu čtyřrozměrné prostorově temporální kontinuum, ve kterém jsou na stejném základě zvažovány tři prostorové rozměry a čas. Speciální teorienominován v roce 1905, je omezen popisem událostí, jak se vyskytují pro pozorovatele ve stavu jednotného relativního pohybu. Nejdůležitějšími důsledky této teorie jsou: (1) rychlost světla je konstantní pro všechny pozorovatele; (2) Zvyšuje se tělesná hmotnost se zvýšením otáčky, i když je patrné pouze při rychlostech blížící se rychlosti světla; (3) hmotnost (t)a energie (E)ekvivalent / ekvivalent, to znamená E \u003d tc 2,kde z -rychlost světla (to ukazuje, že hmotnost se změní na energii, malá hmota vytváří velmi větší energii); (4) lorentz-fitzgeraldova komprese, tj. Tělesa jsou stlačena zvýšením rychlosti, významně pouze v případě, že je rychlost oslovena; (5) Relativně pevný pozorovatel proudí pomalejší pro pohybující se objekt, "expanzi času". Obecná teoriedokončeno v roce 1915 aplikováno na pozorovatele ne v jednotném relativním pohybu (a v zrychlení). To ukázalo závislost prostoru a gravitace. Je možné předložit myšlenku, že přítomnost hmoty ve vesmíru způsobuje, že je "zakřivená", tvoří gravitační pole, takže gravitace se stává majetkem samotného prostoru. Světlo se také ohýbají pod působením masivních gravitačních polí, které mohou vysvětlit existenci černých otvorů. viz takéPROSTOR-ČAS.

Teorie relativity Einstein jsou založeny na postulátu, že pohyb jednoho těla může být stanoven pouze ve vztahu k pohybu jiného těla. Například (a) ukazuje jako pevný pozorovatel vidí červené auto pohybující se rychlostí 90 mil / hodinu a modré auto rychlostí 70 mil / h pro modrý stroj. Červený stroj se však pohybuje rychlostí 20 mph / hodinu relativně. Další důsledky z teorie relativity ukazují, že rychlost světla je absolutní. V (c), i když supermashina zvrátí stovky míle / hod rychleji, rychlost světla emitovaném světlometem obou strojů je identická, 186 000 mil / sec. Jaderné výbuchy (c) ukazují, že hmotnost (t) a energie (E) jsou ekvivalentní, tj. E \u003d GPS2. MA líná hmota může produkovat obrovské množství energie. (D) ukazuje, že hmotnost těla se přiblíží ke zvýšení rychlosti světla, zatímco samotné tělo je stlačeno. Nakonec (e) demonstruje. Doba času ^ Mu-mesons kosmických paprsků jsou nestabilní a ve stavu odpočinku pro dva nanosekund. Měli by tedy proniknout do atmosféry Země pouze přibližně o 600 metrů, než se rozpadají. MJ Mezoni byl řízen v bublinách komor (f) 10 km pod hladinou moře. Podle teorie relativity, pro objekty, jejichž rychlost je blízko rychlosti světla, čas teče medu fasher. Pozorovatelé na Zemi, takže se zdá, že rychle žijící mu-meson žije déle než fixní.

Vědecký a technický encyklopedický slovník.

Sledujte, jaká je "teorie relativity" v jiných slovnících:

- (viz relativnost teorie). Fyzický encyklopedický slovník. M.: Sovětská encyklopedie. Editor-in-šéfa A. M. Prokhorova. 1983 ... Fyzická encyklopedie

teorie relativity - - [L.G.Sumenko. Anglický ruský slovník na informačních technologiích. M.: GP TSNIIS, 2003.] Témata informačních technologií jako celku EN TEORIE RELATOR ... Technický překladatel adresář.

TEORIE RELATIVITY - Fyzická teorie, jejichž hlavní význam má být schválen: Ve fyzickém světě je vše způsobeno strukturou prostoru a změnou jeho zakřivení. Mezi soukromou a obecnou teorií relativity. V srdci soukromé teorie, ... ... Filozofie vědy: Slovník základních pojmů

teorie relativity - Reliatyvumo teorija status t Sritis fizika atitikmenys: angl. Teorie relativity Vok. Relativitätsheorie, f rus. Teorie relativity, F Pranc. Théorie de la relativité, fizikos terminų Žodynové

Viz relativnost teorie. Filozofická encyklopedie. V 5 x t. M.: Sovětská encyklopedie. Upravil F. V. Konstantinová. 1960 1970 ... Filozofická encyklopedie

Podívejte se na relativnost teorie ... Velká sovětská encyklopedie

Teorie relativity Vnější limity: Teorie relativity GENRE FANTASY ... WIKIPEDIA

Teorie relativity Einstein. - Fyzická teorie s ohledem na prostorové časové vlastnosti fyzikálních procesů. Tyto vlastnosti závisí na polích v této oblasti časového prostoru. Teorie popisující vlastnosti časového prostoru v aproximaci, kdy ... ... Koncepty moderní přírodní vědy. Slovník hlavních podmínek

- ... Wikipedia

Knihy

• Teorie relativity, rumer yu.b .. Tato kniha obsahuje hlavní ustanovení a výsledky teorie relativity, stejně jako nejdůležitější aplikace (kvantová teorie světla, některé otázky teorie akcelerátorů, energie ...

Obecná teorie relativity A. Einstein

V rámci teorie, který byl vytvořen po dobu deseti let od 1906 do roku 1916, A. Einstein se obrátil k problému fragmentů, které dlouhodobě přitahovaly pozornost vědců. Obecná teorie relativity se proto často nazývá gravitace. Popsal nové závislosti prostorových temporálních vztahů z materiálových procesů. Tato teorie je již založena na dvou, ale na třech postulátech:

- První postulát Obecná teorie relativity - pokročilý princip relativitykterý schvaluje inertiální a neinvestiční pohyb s akcelerací nebo zpomalením. Navrhuje, aby nebylo možné připisovat absolutní povahu nejen rychlostí, ale také zrychlení, které má specifický význam ve vztahu k faktoru, jeho definování.

- Druhý postulát- Princip stálosti světelné rychlosti - Zůstane nezměněn.

- Třetí postulát- Princip ekvivalence inertních a gravitačních hmot. Tato skutečnost byla známa v klasické mechanice. Tak, v právu světově okřídlené, formulované v Newton, je pevnost gravitace vždy úměrná hmotnosti tohoto těla, ke kterému působí. Ale ve druhém zákoně Newtonu je síla podávání zpráv zrychlení těla také úměrná své hmotnosti. V prvním případě mluvíme o gravitační hmotě, která charakterizuje schopnost těla přilákat k jinému tělu, v druhém případě - o inertní hmotnosti, která charakterizuje chování těla pod působením vnějších sil, je měřítkem nevěstosti těla. Ale v případě volného poklesu těla, zrychlení g \u003d 9,8 m / s 2 nezávisí na hmotnosti. Založil se ve svých experimentech, ale Galilee. Přesnější ekvivalence těchto hmot bylo založeno v roce 1890 maďarským fyzikem L. etvinem. Dnes jsou tyto závěry potvrzeny vysokým stupněm přesnosti - do 10 -12.

Po vytvoření speciální teorie relativity se Einstein myslel, zda se gravitační vlastnosti mění, pokud jejich inerciální vlastnosti závisí na rychlosti pohybu. Teoretická analýza vedená vědcem, umožnila závěr, že fyzika neví, jak odlišit vliv gravitace z účinku zrychlení. Jinými slovy, kinematické účinky vyplývající z gravitačních sil jsou ekvivalentní účinkům, které se vyskytují pod akcelerací. Takže, pokud raketa se s akcelerací 2 g.Posádka rakety se bude cítit, jako by byl ve zdvojnásobené gravitaci Země. Stejně tak, že pozorovatel v uzavřeném výtahu nebude schopen určit, zda se výtah pohybuje zrychlený nebo uvnitř výtahu jsou síly gravitace. Je založen na principu rovnocennosti, že byla shrnuta princip relativity.

Nejdůležitějším závěrem obecné teorie relativity byla myšlenka, že změna geometrické (prostorové) a časové charakteristiky těles dochází nejen při pohybu s vysokými rychlostmi, jak bylo prokázáno speciální teorií relativity, ale také v silném gravitačním pole. Závěr provedený neoddělitelně spojil obecnou teorii relativity s geometrií, ale obecně přijatá geometrie euklidea nebyla vhodná pro to.

Geometrie Euclidean je axiomatická, výtěžek z pěti axiomů a znamená stejnou jednotnost prostoru, který je považován za byt. Ale postupně mnoho matematiků přestal uspokojit tuto geometrii, protože pátý postulát nebyl samozřejmý. Mluvíme o schválení, že přes bod ležící mimo rovnou lze provést pouze jeden rovný, paralelní s tím. Tento axiom je spojen s tvrzením o součtu rohů trojúhelníku, vždy se rovná 180 °. Pokud nahradíte tuto osu jiná, můžete vytvořit novou geometrii jinou než geometrii euklidea, ale stejně jako vnitřně konzistentní. To je to, co dělali v XIX století, nezávisle na ruské matematik N. I. Lobachevsky, německé B. Riman a maďarský I. Poal. RIMAN používal AxoMo na nemožnosti provádění i jediné rovné linie paralelně. Lobachevsky a bolest probíhala ze skutečnosti, že přes bod mimo přímku můžete provádět nespočet přímých, paralelních s tím. Na první pohled tyto příkazy zní absurdní. V letadle jsou ve skutečnosti špatné. Mohou však existovat další povrchy, na kterých mají nové postuláty.

Představte si například povrch koule. Na tom nejkratší vzdálenost mezi těmito dvěma body nepodléhá přímé linii (na povrchu sféry není žádná přímka), a na oblouku velkého kruhu (tzv obvod, z nichž poloměry jsou stejné k poloměru sféry). Na zeměkoule podobné nejkratším, nebo, jak se nazývají, geodetické linie jsou Meridians. Všichni meridiáni se mohou protínat v pólech a každý z nich lze považovat za přímou paralelu s jakýmkoli poledníkem. Na sféře se provádí jeho sférická geometrie, ve které je tvrzení pravdivé, že součet úhlů trojúhelníku je vždy větší než 180 °. Představte si trojúhelník tvořený dvěma meridiáni a obloukem rovníku. Úhly mezi meridiány a rovníkem jsou 90 °, a úhel mezi meridiány s vrcholem v pólu je přidán k jejich součtu. V sféře, v něm nejsou žádné inzekci přímo.

Existují také povrchy, pro které se ukázalo být věrným postulátem Riemann. To je osedlaný povrch, také nazývaný pseudosféru. Součet rohů trojúhelníku je vždy menší než 180 ° a není možné provést jeden přímý paralelu.

Poté, co Einstein zjistil o existenci těchto geometrií, byly pochybnosti o euklidovském charakteru reálného prostoru. Bylo jasné, že je to zkroucené. Jak si člověk představí zakřivení prostoru, který říká obecná teorie relativity? Představte si velmi jemný list gumy a předpokládáme, že se jedná o modelový model. Umístěte velké a malé kuličky - modelové hvězdy a planety. Kuličky vystřelí gumovou plech, tím větší je jejich hmotnost, která jasně ukazuje závislost zakřivení prostoru z tělesné hmotnosti. Takže země vytváří kolem sebe zakřiveného prostoru, který se nazývá hrob. To je to, že všechny těly padají na zem. Ale tím další budeme z planety, slabší akce tohoto pole bude. Na velmi dlouhé vzdálenosti bude pole tak slabé, že těla přestanou padat na zem, a proto bude zakřivení vesmírného času tak nevýznamné, že mohou být zanedbávány a považovány za plochý čas.

Pod zakřivením prostoru není nutné pochopit zakřivení roviny, jako je euclidean koule, ve které je vnější povrch vynikající od vnitřního. Zevnitř jeho povrch vypadá konkávní, venku - konvexní. Z hlediska non-Dětské geometrie jsou obě strany zakřivené roviny stejné. Zakřivení prostoru se nezobrazuje vizuálně a je chápán jako ústup jeho metriky z euklidean, který může být přesně popsán v jazyce matematiky.

Teorie relativity stanovila nejen zakřivení prostoru pod působením oblastí gravitace, ale také zpomaluje průběh času v silných gravitačních oborech. Dokonce i slunce, poměrně malé ve vesmírných standardech hvězdy, ovlivňuje tempo času tekoucí a zpomaluje to blízko sebe. Proto, pokud posíláme rádiový signál do určitého bodu, cesta, ke které běží vedle Slunce, rádiový kroužek bude trvat déle, než když není žádná cesta na cestě tohoto signálu. Zpoždění signálu, když projde blízko slunce, je asi 0,0002 p. Tyto experimenty byly prováděny, počínaje v roce 1966, protože reflektor byl použit jako povrchy planet (Merkur, Venuše) a vybavení interplanetárních stanic.

Jeden z nejvíce fantastických předpovědí obecné teorie relativity - zastavení na plný úvazek ve velmi silném poli. Doba zpomalení je větší, silnější. Doba zpomalení se projevuje v gravitačním červeným světelním posunutí: Silnější, tím větší je zvýšení vlnové délky a jeho frekvence se sníží. Za určitých podmínek může vlnová délka spěchat do nekonečna a jeho frekvence je nula.

S světlem emitovaným sluncem se mohlo stát, kdyby se náš lesk náhle potopil a proměnil se v míči s poloměrem 3 km nebo méně (poloměr slunce je 700 000 km). Vzhledem k této komprese, síla na povrchu, ze kterého pochází světlo, zvýší se tak, že gravitační červený posun bude opravdu nekonečný. Slunce se prostě stane neviditelným, žádný foton nebude odletět z limitů.

Okamžitě řekněme, že se sluncem se nikdy nestane. Na konci své existence, v několika miliardách let, zažije mnoho transformací, její centrální oblast může výrazně zmenšit, ale stále ne tolik. Ale jiné hvězdy, jejichž masy jsou tři nebo více než hmotnost slunce, na konci svého života, opravdu zažívají, s největší pravděpodobností, rychlá katastrofická komprese pod působením vlastní gravitace. To je vede ke stavu černé díry.

Černá díra - toto je fyzické tělo, které vytváří tak silnou gravitaci, že červený posun pro světlo emitované blízko ho může kontaktovat nekonečno. Aby se černý otvor, tělo musí být stlačeno do poloměru, který nepřekračuje poměr tělesné hmotnosti na hmotnost slunce, vynásobený 3 km. Tato kritická hodnota poloměru se nazývá gravitační poloměr Tělo.

Fyzici a astronomové jsou zcela jisti, že černé díry existují v přírodě, i když ještě nemohly být detekovány. Problémy s astronomickými vyhledáváními jsou spojeny s povahou těchto neobvyklých objektů. Koneckonců, oni prostě nejsou viditelní, protože nebudou svítit, nebudou vydávat nic do vesmíru, a proto v plném smyslu slova jsou černé. Pouze pro řadu nepřímých znamení může být doufáno, že si všimne černé díry, například v systému dvojité hvězdy, kde by jeho partner byl obyčejnou hvězdou. Z pozorování viditelné hvězdy v obecném poli, takový pár by mohla být odhadnuta hmotou neviditelné hvězdy, a pokud tato hodnota překročí hmotnost slunce za tři nebo vícekrát, bude možné říci, že nalezli černá díra. Nyní existuje několik dobře studovaných dvouhvězdičkových systémů, ve kterých je hmotnost neviditelného partnera odhadnuta na 5-8 hmotnosti slunce. Nejpravděpodobněji se jedná o černé díry, ale astronomy před vyjasnění těchto odhadů raději zavolat tyto objekty s kandidáty na černé díry.

Gravitační zpomalení času, opatření a svědectví, který slouží červené vysídlení, velmi významně blízko neutronových hvězd, a v gravitačním poloměru černé díry je to tak velký, z hlediska externího pozorovatele zamrzne. Pro tělo, které spadá do pole černé díry s hmoty rovnou třem hmotnostem slunce, pádu od vzdálenosti 1 milion km k gravitačnímu poloměru, trvá jen asi hodinu. Ale o hodiny, které budou pryč od černé díry, volný pád těla do svého pole se táhne v čase do nekonečna. Čím blíže se incidentním orgánem přistupuje k gravitačnímu poloměru, tím zpomaleně bude tento let prezentován vzdálenému pozorovateli. Tělo pozorované z dálky bude nekonečně přistupovat k gravitačnímu poloměru a nikdy ji nedosáhne. A v určité vzdálenosti od tohoto poloměru je tělo navždy zmrazené - pro externí pozorovatel, čas zastavený, stejně jako zmrazený okamžik padajícího těla je viditelný na rámu zastavení.

Myšlenky o prostoru a čase tvořících v teorii relativity Einstein jsou dnes nejkvalitnější. Jsou to však makroskopické, protože se spoléhají na zkušenost studia makroskopických předmětů, dlouhých vzdáleností a velkých časových úseků. Při výstavbě teorií, které popisují jevy mikroworld, tento geometrický obraz, který zahrnuje kontinuitu prostoru a času (prostorový kontinuum), byl přenesen do nové oblasti bez jakýchkoliv změn. Experimentální data v rozporu s aplikací teorie relativity v mikroworld ještě nejsou. Ale velmi vývoj kvantových teorií může vyžadovat revizi myšlenek o fyzickém prostoru a čase.

Někteří vědci už někteří vědci hovoří o možnosti existence kvantového prostoru, základní délky L. Injekce tohoto konceptu, věda bude schopna vyhnout se mnoha obtížím moderních kvantových teorií. Pokud je potvrzena existence této délky, stane se další základní konstantou fyziky. Od existence prostoru kvantum následuje existenci kvantového času rovného L / C, což omezuje přesnost stanovení časových intervalů.

Obecná teorie relativity považuje neoberobře referenční systémy a schvaluje možnost jejich identifikace s inerciálním (pokud je gravitační oblast). Einstein formuluje podstatu hlavního principu této teorie takto: "Všechny referenční systémy jsou ekvivalentní popisu povahy (formulace obecných zákonů), v jakém stavu hnutí nebyly." Přesněji řečeno, obecná princip relativity naznačuje, že jakýkoli zákon fyziky je stejně pravdivý a použitelný v neinteriálních referenčních systémech v přítomnosti oblasti gravitace a v inerciálních referenčních systémech, ale v nepřítomnosti.

Důsledky obecné teorie relativity:

1. Rovnost inertního a gravitační hmotnosti je jedním z důležitých výsledků OTO, která se domnívá stejně všechny referenční systémy, a nejen setrvačnost.

2. Zakřivení světelného paprsku v poli označuje, že rychlost světla v takovém poli nemůže být konstantní, ale mění se ve směru jednoho místa na druhé.

3. Otočte eliptickou orbitu planet pohybujících se kolem Slunce (například rtuť - 43 ° v století).

4. Zpomalení času v oblasti masivních nebo super-jemných těl.

5. Změna frekvence světla, když se pohybuje v gravitačním poli.

Nejvýznamnějším výsledkem je zřízení závislosti závislostí prostorových časových vlastností okolního světa z místa a hustoty hmot.

Na závěr jsme si všimli, že řada závěrů obecné teorie relativity je kvalitativně odlišná od závěrů gravitace Newtonovské teorie. Nejdůležitější z nich se týkají existence černých otvorů, singularitostí vesmírného času (míst, kde formálně, na teorii, existenci částic a polí v obvyklé formě známé nám) as přítomností gravitačních vln ( gravitační záření). Omezení obecné teorie Einsteinovy \u200b\u200bgravitace jsou způsobena skutečností, že tato teorie není kvantová; A gravitační vlny lze považovat za proud specifických kvantových gravitonů.

Neexistovala žádná jiná omezení na použitelnost teorie relativity, i když to bylo opakovaně vyjádřeno předpoklady, že při velmi nízkých vzdálenostech nemusí být použitelné pojetí bodové události a teorie relativity nelze použít. Moderní kvantové teorie základních interakcí (elektromagnetické, slabé a silné interakce) jsou založeny na geometrii teorie prostoru-časově relativity. Z těchto teorií s nejvyšší přesnou kvantovou elektrodynamikou leptánů. Experimenty používané k doložení teorie relativity v prvních desetiletích své existence opakovaně opakovaně opakovány s vysokou přesností. Nyní má tento druh experimentů především historický zájem, protože hlavní řada potvrzení o obecné teorii relativity je data týkající se interakcí relativistických elementárních částic.

Říká se, že pohled přišel do Alberta Einsteina v okamžiku. Vědec údajně jel na tramvaj Bernou (Švýcarsko), podíval se na pouliční hodinky a najednou si uvědomil, že pokud tramvaj nyní přijala na rychlost světa, pak v jeho vnímání by tyto hodiny zastavily - a čas by nesmí být kolem. To ho vedlo k formulaci jednoho z centrálních postulátů relativity - že různé pozorovatelé vnímají platnost různými způsoby, včetně takových základních hodnot jako vzdálenost a čas.

Mluvit vědeckým jazykem, v ten den Einstein si uvědomil, že popis jakékoli fyzické události nebo fenoménu závisí na referenční systémyve kterém je pozorovatel umístěn. Pokud se cestující tramvaje, například kapky brýle, pak pro ni padnou vertikálně dolů, a pro chodce stojící na ulici, brýle padnou přes parabolu, protože tramvajové pohyby, zatímco brýle padají. Každý má svůj vlastní referenční systém.

Ale i když popis událostí během přechodu z jednoho referenčního systému na druhý se mění, existují také univerzální věci, které zůstávají nezměněné. Pokud místo popisu padajících bodů, zeptejte se otázku práva přírody, což způsobuje jejich pád, odpověď na to bude stejná pro pozorovatele ve stacionárním souřadném systému, a pro pozorovatele v systémovém souřadném systému. Zákon distribuovaného pohybu je stejně působí na ulici a v tramvaji. Jinými slovy, zatímco popis událostí závisí na pozorovateli, zákony přírody nezávisí na tom, to znamená, jak je obvyklé mluvit ve vědeckém jazyce, jsou invariant.Tohle je princip relativity.

Stejně jako hypotéza by měla být princip relativity zkontrolována tím, že ji koreluje s reálnými přírodními jevy. Z principu relativity přinesl Einstein dva oddělené (iLbeit související) teorie. Speciální nebo soukromá teorie relativity Pochází ze situace, že zákony přírody jsou samé pro všechny referenční systémy pohybující se při konstantní rychlosti. Obecná teorie relativitydistribuuje tento princip na jakýkoliv referenční systém, včetně těch, které se pohybují s akcelerací. Zvláštní teorie relativity byla zveřejněna v roce 1905 a obecná teorie relativity byla složitější z hlediska matematického aparátu byl dokončen Einsteinem do roku 1916.

Speciální teorie relativity

Nejvíce paradoxní a na rozdíl od intuitivních myšlenek o světě účinků vznikajících při jízdě při rychlosti v blízkosti rychlosti světla jsou především předpokládat speciální teorii relativity. Nejznámější z nich je účinek zpomalení hodin, nebo Účinek zpomalení času. Hodinky se pohybují vzhledem k pozorovateli pomalejší než přesně stejné hodiny v jeho rukou.

Čas v souřadnicovém systému se pohybujícím s rychlostí v blízkosti rychlosti světla, vztaženo na pozorovatele úseky a prostorová délka (délka) předmětů podél osy směru pohybu - naopak, je komprimována. Tento efekt známý jako lorentz Fitzgerald., To bylo popsáno v roce 1889 irským fyzikem George Fitzgerald, 1851-1901 a doplněn v roce 1892 nizozemským handrick Lorenzem (Hendrick Lorentz, 1853-1928). Snížení Lorentz-Fitzgerald vysvětluje, proč Michelson-Morleyho zkušeností při určování rychlosti pohybu Země ve vesmíru přes měření "esenciálního větru" poskytlo negativní výsledek. Později Einstein tyto rovnice zahrnula do speciální teorie relativity a doplněním jejich podobného konverzního vzorce pro hmotnost, podle které se tělesná hmotnost také zvyšuje, protože tělesná frekvence se přiblíží rychlosti světla. Tak, rychlostí 260 000 km / s (87% rychlosti světla), hmotnost objektu z hlediska pozorovatele umístěného v restrikčním referenčním systému bude zdvojnásobit.

Vzhledem k tomu, že Einstein, všechny tyto předpovědi, jako by protichůdný zdravý rozum, zdálo se, že jsou plně a přímé experimentální potvrzení. V jednom z nejvýznamnějších experimentů, učenci University of Michigan umístil ultra-precizní atomové hodiny na palubě dopravní letadlo, kteří měli pravidelné transatlantické lety a po návratu na letiště, jejich svědectví bylo zkroucené. Ukázalo se, že hodiny v letadle se postupně zaostávají za ovládacími prvky stále více a více (pokud ano, můžete to dát, když mluvíme o zlomcích sekundy). Poslední půl století, vědci prozkoumat elementární částice na obrovských hardwarových komplexech, které se nazývají akcelerátory. V nich, svazky nabitých subatomických částic (jako jsou protony a elektrony) zrychlují na rychlost v blízkosti rychlosti světla, pak různé jaderné cíle jsou naprosté. V takových experimentech musí akcelerátory zohlednit zvýšení hmotnosti zrychlených částic - jinak tyto výsledky experimentu nepodléhají přiměřenému interpretaci. A v tomto smyslu, speciální teorie relativity dlouhá od vypouštění hypotetických teorií do oblasti aplikovaných inženýrských nástrojů, které se používají na stejné úrovni s právními předpisy Newtonovy mechaniky.

Vrátit se do Newtonových zákonů, rád bych poznamenal, že zvláštní teorie relativity, ačkoli to externě v rozporu se zákony klasické newtonovské mechaniky ve skutečnosti téměř přesně reprodukuje všechny obvyklé rovnice Newtonových zákonů, pokud se použije na popis tělesa pohybující se rychlostí výrazně nižší než rychlost světla. To znamená, že speciální teorie relativity nezruší newtonovskou fyziku, ale rozšiřuje a doplňuje ji.

Princip relativity také pomáhá pochopit, proč je to rychlost světla, a ne jiná, hraje tak důležitou roli v tomto modelu struktury světa - tato otázka je položena mnoha z těch, kteří se nejprve setkali s teorií relativita. Rychlost světla vyniká a hraje zvláštní roli univerzální konstanty, protože je určena přirozeným vědeckým zákonem. Na základě principu relativity, rychlost světla ve vakuu c. V jakémkoli referenčním systému. Zdálo se, že je v rozporu se zdravým rozumem, protože se ukázalo, že světlo z pohyblivého zdroje (s jakoukoliv rychlostí, které se přesunuly) a současně přichází k pozorovateli. To je však tak.

Vzhledem ke své zvláštní roli v zákonech přírody zabírá rychlost světla centrální místo a v obecné teorii relativity.

Obecná teorie relativity

Obecná teorie relativity se aplikuje na všechny referenční systémy (a nejenže se pohybují s konstantní rychlostí vzájemně k sobě) a vypadá matematicky mnohem obtížnější než zvláštní (než mezera jedenáct let je splatná mezi jejich publikací). Zahrnuje jak zvláštní případ speciální teorie relativity (a následně, Newtonovy zákony). Zároveň obecná teorie relativity jde mnohem více než všechny jeho předchůdci. Zejména dává nový interpretaci gravitace.

Obecná teorie relativity činí svět čtyřmenzionální: čas je přidán do tří prostorových rozměrů. Všechny čtyři dimenze jsou neoddělitelné, takže to není o prostorové vzdálenosti mezi dvěma objekty, protože se odehrává v trojrozměrném světě, ale o časově časových intervalech mezi událostmi, které kombinují jejich odlehlost od sebe - a to jak v čase i v prostor. To je prostor a čas jsou považovány za čtyřrozměrné kontinuum prostoru nebo jednoduše, vesmírný čas. V tomto kontinuu mohou pozorovatelé pohybující se relativně k sobě dokonce věřit, zda se dvě události vyskytly ve stejnou dobu - nebo jeden předchází druhému. Naštěstí pro naši špatnou mysl, před porušením kauzálních vztahů, případ nedosahuje - to znamená, že existence souřadnicových systémů, ve kterých se dva události nevyskytují ve stejnou dobu v různých sekvencích, ani celková teorie relativity neumožňuje.

Zákon světa Newton nám říká, že existuje síla vzájemné přitažlivosti mezi dvěma těly ve vesmíru. Z tohoto hlediska se země otáčí kolem slunce, protože síly vzájemné přitažlivosti mezi nimi. Celková teorie relativity však usiluje o tento fenomén jinak. Podle této teorie je gravitace důsledkem deformace ("zakřivení") elastické tkáně vesmírného času pod vlivem hmoty (s těžším tělem, například Slunce, silnější prostor "začíná" a čím dál, její gravitační pole). Představte si těsné uvízlé hadřík (druh trampolína), který je umístěn masivní míč. Plátno je deformováno hmotností míče a květina ve formě nálevky je tvořena kolem něj. Podle obecné teorie relativity se země otočí kolem slunce jako malý míč, kartáčovaná jízda kolem kužele nálevky tvořené v důsledku "práce" prostoru prostoru prostoru s těžkým balónem - slunce. A skutečnost, že se nám zdá, že síla gravitace je ve skutečnosti, ve skutečnosti, ve skutečnosti čistě vnější projev zakřivení vesmírného času, a vůbec vůbec v newtonském porozumění vůbec. Dosud nejlepší vysvětlení povahy gravitace, které nám dává celkovou teorii relativity, nebyl nalezen.

Je obtížné zkontrolovat obecnou teorii relativity, protože v konvenčních laboratorních podmínkách se jeho výsledky téměř zcela shodují se skutečností, která předpovídá, že zákon Newtonova globálního. Bylo však vyrobeno několik důležitých experimentů a jejich výsledky umožňují zvážit potvrzení teorie. Kromě toho, celková teorie relativity pomáhá vysvětlit jevy, které pozorujeme ve vesmíru - například drobné odchylky rtuti od stacionární orbity, nevysvětlitelné z hlediska klasické mechaniky Newton nebo zakřivení elektromagnetického záření vzdáleného hvězdy, když projde v bezprostřední blízkosti slunce.

Ve skutečnosti, výsledky, které předpovídají celkovou teorii relativity, jsou znatelně odlišné od výsledků předpovězených Newtonovými zákony, pouze v přítomnosti superal gravitačních polí. To znamená, že pro úplnou kontrolu celkové teorie relativity buď ultra-měření měření velmi masivních objektů nebo černých otvorů, na které nejsou použitelné žádné obvyklé intuitivní myšlenky. Takže vývoj nových experimentálních metod ověřování teorie relativity zůstává jednou z nejdůležitějších úkolů experimentální fyziky.

OTO a RTH: Některé akcenty

1. V nespočetných knihách - monografiích, učebnice a populární věda publikace, stejně jako v různých typech článků - čtenářů, jsou zvyklí vidět zmínku o obecné teorii relativity (od) jako jeden z největších úspěchů našeho století, o Nádherná teorie, o nepostradatelných nástrojích moderní fyziky a astronomie. Mezitím z článku A. A. Logunov se naučí, že podle jeho názoru je nutné odmítnout, že je to špatné, nekonzistentní a protichůdné. Proto podle nahrazení nějaké jiné teorie a speciálně konstruované A. A. Logunovem a jeho zaměstnanci relativistické teorie gravitace (RTG).

Je možná taková situace, když se mnozí mýlí v hodnocení ze stávajícího a studovalo déle než 70 let, a jen několik lidí vedených A. A. Logunovem se skutečně zjistilo, že by mělo být vyřazeno? Většina čtenářů čeká na odpověď: Je nemožné. Ve skutečnosti můžu odpovědět pouze opačným způsobem: a "takový" v zásadě možná není o náboženství, ale o vědě.

Zakladatelé a proroci různých náboženství a sloves vytvořili a vytvářejí své "posvátné knihy", jejichž obsah je vyhlášen pravdu v poslední instanci. Pokud někdo pochybuje, horší pro něj, stává se kacířem s důsledky vyplývajícími odtud, často i krvavou. A je lepší nemyslet si vůbec, ale věřit, po slavném vzorci jednoho z vůdců církve: "Věřím, pro směšné." Scientific Worldview je radikálně naproti: to nevyžaduje nic vzít na víru, umožňuje pochybovat o všem, nerozpoznává dogma. Pod vlivem nových faktů a úvah, to není jen možné, ale je nutné, pokud je to odůvodněné, změnit svůj názor, nahradit nedokonalou teorii dokonalejší nebo, řekněme, nějakým způsobem zobecnit starou teorii. Podobnou situaci a ve vztahu k osobnostem. Zakladatelé Creeds jsou považovány za neomylné, a například katolíci i živá osoba - "vládnutí" papežem - deklaroval neomylné. Věda neví časté. Velký, někdy i výjimečný, respekt, který fyzici (bude mluvit o fyzikech), zažívají se velkým zástupcům své profese, zejména takové titáni jako Isaac Newton a Albert Einstein, nemá nic společného s kanonizací svatých, s odobličením. A velké fyzici jsou lidé a všichni lidé mají své slabiny. Pokud hovoříme o vědě, která nás zde zajímá, pak největším fyzikem jsou daleko od vždy a ne ve všem, co byly správné, respektování a uznání jejich zásluhy není založeno na neomylnosti, ale na skutečnosti, že oni podařilo se podařilo obohatit vědecké úžasné úspěchy, vidět a hlubší svými současníky.

2. Nyní je nutné přebývat požadavky na základní fyzikální teorie. Za prvé, taková teorie musí být dokončena v oblasti své použitelnosti, nebo, protože mohu mluvit podmíněně pro stručnost, by měl být konzistentní. Zadruhé, fyzikální teorie by měla být přiměřená fyzickou realitou, nebo jednoduše koordinována s experimenty a pozorováním. Další požadavky by mohly být zmíněny, především dodržování zákonů a pravidel matematiky, ale to vše znamená.

Vysvětlíme příklad klasické, nonrulativistic mechaniky - Newtonova mechanika v aplikovaném na nejjednodušší v zásadě problém pohybu některých "bodových" částic. Jak víte, role takové částice v úkolech nebeského mechaniky může hrát celou planetu nebo její satelit. V tuto chvíli t 0. Částice je v místě A. S souřadnicemi x Ia.(t 0.) a má rychlost v IA.(t 0.) (tady i. I. \u003d L, 2, 3, pro polohu bodu v prostoru se vyznačuje třemi souřadnicemi a rychlost je vektoru). Pak, pokud je veškerá energie působící na částici, zákony mechaniky umožňují určit situaci B. a otáčky částic V I. I. V každém následujícím okamžiku t.To znamená, že najdete poměrně určité hodnoty x Ib.(t.) a V. Ib.(t.). A co by se stalo, kdyby byly použity zákony mechaniky, nedali jednoznačnou odpověď a řekněme, v našem příkladu předpověděl, že částice v tuto chvíli t. může být buď v místě B.nebo v zcela jiném místě C.? Je jasné, že taková klasická (nonquantantická) teorie by byla neúplná, nebo podle uvedené terminologie, nekonzistentní. Buď by musela doplnit, což ji činí jednoznačným, nebo zlikvidovat. Newtonova mechanika, jak je uvedeno, je důsledně - otázky v oblasti jeho kompetence a použitelnosti, dává jednoznačné a dobře definované odpovědi. Splňuje Newton Mechanics a druhý uvedený požadavek - výsledky získané na něm (a konkrétně souřadnicové hodnoty x I.(t.) a rychlost v I. I. (t.)) Konzistentní s pozorováními a experimenty. Proto všechny nebeské mechanici - popis pohybu planet a jejich satelitů - až do doby, kdy byl čas plně založen, a s plným úspěchem, na Newtonovská mechanika.

3. Ale v roce 1859, levier zjistil, že pohyb nejblíže sluneční planetě - Merkur je poněkud odlišný od Newtonova předpovězeného mechanika. To bylo konkrétně, že perihelium je bod eliptické dráze planety nejblíže slunci - otáčí se úhlovou rychlostí při 43 úhlových sekundách v století, která se liší od toho, co by se mělo očekávat při zohlednění všech známých poruch Jiné planety a jejich satelity. Dokonce ještě dříve, pákový efekt a Adams byly konfrontovány s podobným, ve skutečnosti situaci při analýze pohybu uranu - nejvzdálenější planety od slunce ze všech známých v té době. A našli vysvětlení na uvážení výpočetní techniky s pozorováním, což naznačuje, že ještě více vzdálená planeta byla ovlivněna pohybem Uranu, nazvaný Neptun. V roce 1846, Neptun byl opravdu objeven na předpokládaném místě, a tato událost je zaslouženě považována za triumfu newtonovské mechaniky. Je to docela přirozené, že pekovec se snažil vysvětlit a zmínil anomálii v hnutí Merkurů existencí neznámé planety - v tomto případě, určitá planeta sopka pohybující se ještě blíže ke slunci. Ale podruhé "Focus Failed" - neexistuje sopka. Pak se začali snažit změnit newtonovský svět globálního růstu, podle kterých gravitační síla v aplikaci Slunce - planeta se liší podle zákona

kde ε je některé malé množství. Mimochodem, podobná recepce se používá (i když bez úspěchu) a dnes vysvětlit některé z nejasných otázek astronomie (mluvíme o problému skryté hmoty; viz například, citovaný pod knihou autora "o fyzice a Astrophysics ", str. 148). Ale takže hypotéza má hrubou do teorie, je nutné pokračovat z některých principů, specifikovat hodnotu parametru ε, vytvořit sériový teoretický systém. To bylo nikomu selhalo a otázka otáčení Perihelia Merkur zůstala otevřena až do roku 1915. Bylo tehdy, ve výšce první světové války, kdy se zajímalo pouze o takové málo lidí o abstraktní problémy fyziky a astronomie, Einstein dokončil (po asi 8 letech stresujícího úsilí), vytvoření obecné teorie relativity. Osvětlil tuto poslední etapu ve výstavbě nadace OTO byl ve třech krátkých článcích hlášeno a napsáno v listopadu 1915. Ve druhé, hlášené 11. listopadu, Einstein na základě OTO vypočítal další ve srovnání s newtonovským otočným perigelským rtuti, která se ukázala být stejná (v radiánech pro jeden obrat planety kolem slunce)

a c. \u003d 3 · 10 10 cm · C -1 - Rychlost světla. Při přechodu na poslední výraz (1) byl použit třetího Keplerova zákona

a. 3 =	Gm. ☼	T. 2
	4π 2.

kde T. - Doba přeměny planety. Pokud ve vzorci (1) nahrazují nejlepší známé hodnoty všech hodnot, stejně jako pro výrobu elementární přepočítání od radiánů pro obrat, aby se obrátil v úhlových sekundách (znaménko ") v století, pak přijdeme na hodnotu ψ \u003d 42 ".98 / století. S tímto výsledkem se sbližují přesnost dosaženou nyní asi ± 0 ".1 / století (Einstein ve své první práci používal méně přesné údaje, ale v rámci chyb obdrželo úplný souhlas teorie s pozorováním). Formule (1) je uveden výše, za prvé, jeho jednoduchost je jasná, tak často chybí v matematicky složitých fyzikálních teoriích, včetně v mnoha případech a v Oto. Zadruhé je to hlavní věc, od (1) je zřejmé, že rotace perigelu následuje od OTO bez nutnosti přilákat nové neznámé stálé nebo parametry. Proto výsledek přijatý Einstein se stal skutečným triumfem Oto.

V nejlepším ze mne mluví slavné biografie Einstein a podněcuje názor, že vysvětlení otáčení rtuti Perieglia byla "nejsilnější emocionální událost pro celý vědecký život Einstein, a možná v celém svém životě." Ano, to byla "hvězda" Einstein. Ale je to pro sebe. Z mnoha důvodů (stačí zmínit válku) pro právo na přístup do světové arény, obě teorie a jeho tvůrce "hvězda-hodina" se stala další událostí, která se stala o 4 roky později - v roce 1919. Skutečnost je Ve stejné práci, ve které byl vzorec získán (1), Einstein učinil důležitou predikci: paprsky světla kolem Slunce jsou povinny být zakřivené a jejich odchylka by měla být

α = 4Gm. ☼ \u003d 1 ".75 r. ☼ , c. 2 r. r.

(2)

kde r. - nedaleká vzdálenost mezi paprskem a středem slunce a r. ☼ \u003d 6,96 · 10 10 cm - poloměr Slunce (přesněji, poloměr solární fotosféry); Maximální odchylka, kterou lze pozorovat, je tedy 1,75 úhlových sekund. Bez ohledu na to, jak velký takový úhel (o tomto úhlu je dospělý viditelný ze vzdálenosti 200 km), mohlo by to být měřeno již v té době optickou metodou fotografováním hvězd na obloze v okolí Slunce. Tato pozorování byla vyrobena dvěma anglickými expedicemi během kompletního zatmění Slunce 29. května 1919. Účinek radiace odchylek v osvětlení slunce byl instalován se všemi jistotou a je ve souhlasu se vzorcem (2), i když přesnost měření v důsledku účinku účinku byl malý. Odchylka je však dvakrát menší než podle (2), tj. Na 0 ".87, byla vyloučena. Ten je velmi důležitý, protože odchylka je 0 ".87 (kdy r. = r. ☼) může být již získána z Newtonovské teorie (možnost odchylky světla v samotné hmotnosti gravitačního pole byla ještě zaznamenána Newton a exprese pro úhel odchylky, dvojnásobek menší než podle vzorce (2), byl Získané v roce 1801; jiná věc je, že tato předpověď je zapomenuta a Einstein o něm nevěděl). 6. listopadu 1919 byly výsledky expedic hlášeny v Londýně na společném zasedání královské společnosti a královské astronomické společnosti. Co to udělali, je zřejmé z toho, co J.J. Thomson řekl na tomto setkání: "To je nejdůležitější výsledek získaný v souvislosti s teorií gravitace od Newtonovy doby ... představuje jeden z největších úspěchů lidské myšlenky."

Účinky ze solárního systému, jak jsme viděli, velmi malé. To je vysvětleno tím, že gravitační pole Slunce (nemluvě o planetách) je slabá. Ten znamená, že newtonovský gravitační potenciál Slunce

Připomeňme si nyní výsledek známý ze školy fyziky: Pro planety kruhových orbitů | φ ☼ | \u003d V 2, kde v je rychlost planety. Proto může být slabost gravitačního pole charakterizováno pomocí vizuálního parametru v 2 / c. 2, který pro sluneční soustavu, jak jsme viděli, nepřekročí hodnotu 2,12 · 10 - 6. Na orbitu Země v \u003d 3 · 10 6 cm · C - 1 a v 2 / c. 2 \u003d 10 - 8, pro úzké satelity Země V ~ 8 · 10 5 cm · C - 1 a v 2 / c. 2 ~ 7 · 10 - 10. Proto kontrola zmíněných účinků účinků i s přesností o 0,1% dosažených, tedy, s chybou, která nepřesahuje 10 - 3 z naměřené hodnoty (řekněme, odchylky světelných paprsků v poli Slunce), ještě neumožňují komplexně zkontrolovat pořadí objednávky

O měření s požadovanou přesností, řekněme, že odchylky paprsků v sluneční soustavě mohou být snít. Projekty příslušných experimentů však již diskutovány. V souvislosti s komplikovanou fyzikou a říkají, že jsou testovány hlavně pouze pro slabé gravitační pole. Ale my (já jsme v každém případě) nějak ani dlouho nevšiml ani jednu důležitou okolnost. Bylo to po zahájení 4. října 1957 prvního satelitu Země, prostorová navigace se začala rychle rozvíjet. Pro přistávací zařízení na Marsu a Venuše, s rozpětím u Phobos atd. Je již nutné vypočítat přesnost na metry (vzdáleností od Zemí řádově sto miliard metrů), když účinky OTO jsou poměrně významné . Proto jsou výpočty nyní probíhají na základě výpočtových systémů, které zohledňují. Vzpomínám si, jak před několika lety jeden reproduktor - specialista ve vesmírné navigaci - ani pochopil mé otázky o přesnosti od z nich. Odpověděl: Zohledňujeme z našich inženýrských výpočtů, jinak je nemožné fungovat, všechno se ukáže správně, co ještě přeji? Je možné přání, samozřejmě hodně, ale zapomeňte, že abstraktní teorie už není abstraktem, ale není používána s "inženýrské výpočty".

4. S ohledem na přehledem kritika, od A. A. Logunova, se zdá být obzvláště úžasné. V souladu s těmi, kteří byli na začátku tohoto článku řekl, je nemožné zmínit tuto kritiku bez analýzy. Ještě nemožné, není možné vyjádřit úsudek o RTG navržené A. Logunkove, relativistickou teorií gravitace.

Bohužel je naprosto nemožné provádět takovou analýzu na stránkách vědeckých a populárních publikací. Ve svém článku A. A. A. Logunov v podstatě prohlašuje a připomínky na jeho postavení. Nemůžu jít sem a já.

Takže věříme, že OTO je konzistentní fyzikální teorie - vše je správné a jasně nastavit otázky povolené v oblasti své použitelnosti, resp. Dává jednoznačnou odpověď (druhá se vztahuje zejména na zpoždění signálů během místa planety). Netrpí žádnými matematickými nebo logickými vadami. Je však nutné vysvětlit, že je nutné výše, když používáte zájmeno "my". "My" jsme samozřejmě já sám, ale i všechny ty sovětské a zahraniční fyziky, s nimiž jsem musel diskutovat z, a v některých případech kritiku A. A. Logunov. Velká Galiley čtyři před sto lety řekl: V záležitostech vědy je názor na jedno dražší než názory tisíců. Jinými slovy, vědecké spory nejsou vyřešeny většinou hlasů. Ale na druhé straně je zcela zřejmé, že názor mnoha fyziků, obecně řečeno, výrazně přesvědčivější, nebo je lepší říci, spolehlivější a vážení, názory jedné fyziky. Proto je zde důležitý přechod z "I" na "my".

Bude to užitečné a vhodné, doufám, že učiním další komentáře.

Proč A. A. Logunov moc nemá rád? Hlavním důvodem je, že v Oto, obecně řečeno, neexistuje žádný koncept o energii a hybnosti v obvyklé elektrodynamice formy a mluvící slovy, je zde odmítnutí "od prezentace gravitačního pole jako klasické pole typu Faraday-Maxwell, který má dobře definovanou hustotu impulsu energie. Ano, druhý v tom smyslu je pravdivý, ale je vysvětlen tím, že "v riemannské geometrii obecně neexistuje nutná symetrie týkající se posunů a otočení, tj. ... Geometrie stejného prostoru podle OTO je riemannská geometrie. To je důvod, proč, zejména paprsky světla se odchylují od přímky, kolem slunce.

Jedním z největších úspěchů matematiky z minulého století byl stvoření a vývoj Lobachevského, Boyiai, Gauss, Riemann a jejich následovníci geometrie non-Dětské. Pak vznikla otázka: Jaká je geometrie fyzického času, ve které žijeme? Jak bylo uvedeno, podle této geometrie Nevklidova, Rianova, a ne pseudo-dětská geometrie Minkowski (o této geometrii podrobněji popsané v článku A. A. Logunova). Tato geometrie Minkowski se objevila, lze říci, že produkt speciální teorie relativity (servisní stanice) a přišel nahradit absolutní čas a absolutní prostor Newton. Poslední přímo před vytvořením sto v roce 1905 se snažilo identifikovat s pevným esterem Lorentzu. Ale od Lorentz Etheru, as z naprosto pevného mechanického prostředí, protože odmítli, že všechny pokusy o vši všimnout si přítomnost tohoto prostředí nebyly korunovány s úspěchem (myslím Michelsonova zkušenost a některé další experimenty). Hypotéza, že fyzický časový čas nutně přesně prostor Minkowski, který A. A. Logun je přijat jako základní, je velmi dalekosáhlý. Ve smyslu je podobné hypotéze o absolutním prostoru a mechanickém etheru a, jak se zdá být, zůstává a zůstává zcela zbytečná, dokud nebudou žádné argumenty založené na pozorováních a experimentech. A takové argumenty alespoň nyní chybí. Odkazy na analogii s elektrodynamikou a ideálem nádherných fyziků posledního století Faraday a Maxwell v tomto ohledu nemá přesvědčivé.

5. Pokud hovoříme o rozdílu mezi elektromagnetickým polem a následně elektrodynamiky a gravitačním polem (odděleným teorií takového pole), pak je nutné poznamenat následující. Volba referenčního systému je zničen (aby se otočil na nulu) i lokálně (v malé oblasti), všechny elektromagnetické pole není možné. Proto, pokud hustota energie elektromagnetického pole

W. =	E. 2 + H. 2
	8π.

(E. a H. - Napětí elektrických a magnetických polí, respektive, se liší od nuly v určitém referenčním systému, bude se lišit od nuly a v jakémkoliv jiném referenčním systému. Gravitační pole, hrubě mluví, mnohem silnější závisí na výběru referenčního systému. Tak, homogenní a neustálé gravitační pole (tj. Zrna z oblasti zrychlení g. Částice umístěné v něm, nezávislé na souřadnicích a čase), mohou být zcela "zničeny" (zvrátit na nulu) přechodem na jednotný zrychlený referenční systém. Tato okolnost představující základní fyzický obsah "principu ekvivalence" byl poprvé zaznamenán Einsteinem v článku zveřejněném v roce 1907 a byl první na cestě k vytvoření od OTO.

Pokud je gravitační pole nepřítomné (zejména zrychlení způsobené nimi g. Stejně nula), to je nula a hustota energie odpovídající tomu. Je zřejmé, že v otázce hustoty energie (a impulsu) by teorie gravitačního pole radikálně měly lišit z teorie elektromagnetického pole. Takové prohlášení se nezmění v důsledku skutečnosti, že v obecném případě nemůže být gravitační pole "zničeno" výběrem referenčního systému.

Einstein to pochopil před rokem 1915, když dokončila vytvoření. Takže, v roce 1911 napsal: "Samozřejmě, že je nemožné nahradit jakékoli oblasti gravitace nahradit systém systému bez gravitačního pole, stejně jako nemůžete transformovat všechny body libovolně pohybujícího se prostředí směrem k relativistickému proměna." Ale výňatek z článku 1914: "Prozkoumáme další poznámku, abychom odstranili nedorozumění návrhu. Supporter obvyklé moderní teorie relativity (jde o sto - V. L. G.) se známými správnými volání "zjevná" rychlost hmotného bodu. Je to, on může vybrat referenční systém tak, aby materiálový bod má rychlost rovnou nule v současném okamžiku. Pokud existuje systém materiálových bodů, které mají různé rychlosti, nemůže již zadat takový referenční systém tak, aby rychlost všech materiálových bodů vzhledem k tomuto systému byla nulová. Podobně, fyzik, který stojí v našem pohledu, může volat "zjevné" gravitační pole, protože odpovídající volba zrychlení referenčního systému, může dosáhnout, že v určitém bodě časoprostoru se gravitační pole aplikovalo na nulu. Je však pozoruhodné, že odvolání na nulu gravitačního oboru prostřednictvím transformace v obecném případě nemůže být dosaženo pro rozšířené gravitační pole. Tak například gravitační pole Země nelze provést nule výběrem vhodného referenčního systému. " A konečně, již v roce 1916, odpověď na kritiku od Oto, Einstein opět zdůraznil stejnou věc: "V žádném případě je také nemožné říci, že oblast gravitace je vysvětleno k jinému kinemově:" Kinematické, non- Dynamické pochopení gravitace je nemožné. Nemůžeme získat žádné gravitační pole tím, že jednoduše urychlují jeden galilejský souřadný systém vzhledem k druhému, protože tímto způsobem je možné získat obory pouze určité struktury, která by však měla poslouchat stejné zákony jako všechna ostatní gravitační pole. To je další formulace principu ekvivalence (konkrétně aplikovat tento princip gravitace). "

Nemožnost "kinematického porozumění" gravitace v kombinaci s principem ekvivalence a způsobit přechod na geometrii pseudo-děte Minkowski do riemannské geometrie (v této geometrii, čas-čas má, obecně, odlišný od nulového zakřivení; přítomnost takových \\ t zakřivení a rozlišuje "pravdivé" gravitační pole z "kinematic"). Fyzikální rysy gravitačního pole se stanoví, opakujte ji a radikální změna v roli energie a pulsu v OTO ve srovnání s elektrodynamiky. Zároveň používat riemanské geometrie a neschopnost aplikovat energetické reprezentace, které jsou známé z elektrodynamiky, nebrání, jak již bylo zdůrazněno výše, skutečnost, že zcela jednoznačné hodnoty pro všechny pozorované hodnoty lze vypočítat od a může Vypočítat se (úhel odchylky světelných paprsků, změny orbitů v planetách a dvojité pulzary atd. atd.).

Pravděpodobně stojí za zmínku, že skutečnost, že z elektrodynamiky může být formulována a v obvyklé elektrodynamiky pomocí konceptu hustoty pulzní energie (pro to, viz citovaný výrobek Ya. B. Zeldovič a LP Grischuk. Nicméně, zavedený tento prostor Minkowski je čistě fiktivní (nepozorně), a my hovoříme jen o stejném OTO napsaném v nestandardním tvaru. Mezitím je opakovatelné, AA Logunov považuje Minkovský skutečný fyzický prostor, který ho používá v relativistická teorie gravitace (RTG) a proto pozorovaný prostor.

6. V tomto ohledu je obzvláště důležitá druhá z otázek, které se objeví v názvu článku: Zda je fyzická realita zodpovědná? Jinými slovy, co znamená zkušenosti - Nejvyšší soudce při řešení osudu jakékoli fyzické teorie? Tento problém - experimentální kontrola OTO je věnována mnoha článkům a knihám. Závěr je zcela definován - všechny existující experimentální údaje nebo pozorování nebo potvrzení OTO, nebo neopravit. Jak jsme však již uvedli, kontrola se provádí a vyskytuje hlavně pouze ve slabém gravitačním poli. Kromě toho, jakýkoli experiment má omezenou přesnost. V těžkých gravitačních polích (zhruba, v případě, kdy je poměr | φ | c. 2 nestačí; Viz výše) z dokonce dost zcela testovaného. Za tímto účelem je možné prakticky používat pouze astronomické metody týkající se velmi vzdáleného prostoru: studium neutronových hvězd, dvojitých pulzů, "černých děr", expanze a budov vesmíru, jak říkají "ve velkém" - na obrovských prostorách, které jsou měřeny miliony a miliardami světel. V tomto směru již bylo provedeno a provedeno. Stačí zmínit studie Dual Pulsar PSR 1913 + 16, pro které (jako obecně pro neutronové hvězdy) parametr | φ | / c. 2 již asi 0,1. Kromě toho, v tomto případě bylo možné identifikovat účinek řádu (V / c.) 5 Spojené s emisemi gravitačních vln. V nadcházejících desetiletích existují ještě více příležitostí ke studiu procesů v silných gravitačních oborech.

Průvodce hvězdou v tomto vzrušujícím výzkumu je první z. Současně se diskutují i \u200b\u200bněkteré další možnosti - jiné, jak někdy říkají, alternativní, teorii gravitace. Například v Oto, as v teorii světa Newton, gravitační konstanta G. Opravdu je považována za konstantní hodnotu. Jeden z nejznámějších teorií gravitace, zobecnění (nebo přesněji, rozšiřující se) je teorie, ve kterém je gravitační "konstanta" považována za novou skalární funkci - částka závislá na souřadnicích a čase. Pozorování a měření ukazují, že to možné relativní změny G. Postupem času, velmi malý - tvoří, zřejmě, ne více než stamllard ročně, to je | dG. / dT.| / G. < 10 – 11 год – 1 . Но когда-то в прошлом изменения G. Hrát roli. Všimněte si, že i bez ohledu na problematiku nepříjemnosti G. Předpoklad existence v reálném čase, kromě gravitačního pole g IK.Také některé skalární pole ψ je směru kmene v moderní fyzice a kosmologii. V jiných alternativních teoriích gravitace (pro ně naleznete výše uvedené výše v poznámce 8 knihy K. bude) se liší nebo shrnuje jiným způsobem. Proti příslušné analýze je samozřejmě nemožné, protože to není dogma, ale fyzická teorie. Kromě toho víme, že z teorie IncomMant je zřejmě zřejmě zobecněna na kvantové oblasti, která stále není k dispozici známým gravitačním experimentech. Samozřejmě, že to všechno neřekneme.

7. A. A. Logunov, odchýlení od kritiky z celé 10 lety již staví určitou alternativu - teorie gravitace se odlišuje od OTO. Zároveň se v průběhu práce změnilo a možnost teorie (toto je RTG) je zvláště podrobná v článku, který zabírá asi 150 stran a obsahující asi 700 pouze číslovaných vzorců. Podrobná analýza RTG je zřejmé pouze na stránkách vědeckých časopisů. Teprve po tomto odzbrojení lze říci, zda může být RTH postupně postupně, ať už obsahuje matematické rozpory atd. Pokud bych mohl pochopit, RTG se liší od výběru pouze části řešení od OTO - všechna řešení diferenciálu RTG Rovnice splňují rovnice od schválení autorů RTG, ne opak. Současně dochází k závěru, že ve vztahu k globálním otázkám (řešení pro celou dobu prostoru nebo jejích velkých oblastí, topologie atd.) Rozdíly mezi RTG a od OTO, obecně řečeno, radikální. Pokud jde o všechny experimenty a pozorování vyrobené v rámci sluneční soustavy, pokud rozumím, RTG nemůže být v rozporu. Pokud ano, není možné preferovat RTG (ve srovnání s OTO) na základě známých experimentů ve sluneční soustavě. Pokud jde o "černé díry" a vesmír, autoři RTH tvrdí, že jejich závěry jsou v podstatě odlišné od závěrů ze všech závěrů, ale jakákoli konkrétní pozorovatelská data označující ve prospěch RTG nejsou pro nás neznámé. V takové situaci, RTG AA Logunova (pokud se Rth skutečně liší od bytí v podstatě, a to nejen způsobu prezentace a výběru jedné z možných tříd souřadnicových podmínek; viz článek Ya. B. Zeldovich a LP Grischuk) Buďte v zásadě považováni pouze jako jeden z přípustných, alternativních teorií gravitace.

Někteří čtenáři se mohou vyhnout rezervacím typu: "Pokud ano", ", pokud je RTH opravdu odlišný od Oto." Snažím se zajistit chyby tímto způsobem? Ne, nebojím se udělat chybu už kvůli víře, že existuje pouze jedna záruka bez chyb a nefungují vůbec, a v tomto případě ne projednání vědeckých problémů. Další věc je, že respekt k vědě, seznámení se svým charakterem a historií povzbuzuje péči. Kategorizace stejného prohlášení ne vždy uvede přítomnost skutečné jasnosti a obecně nepisponuje k vytvoření pravdy. RTH A. A. Logunova ve své moderní podobě je formulován docela nedávno a není ještě diskutován podrobně ve vědecké literatuře. Proto samozřejmě nemám konečný názor. Kromě toho, ve vědeckém a populárním časopise, nelze diskutovat řada nově vznikajících otázek a nevhodné. Samozřejmě, samozřejmě, vzhledem k velkému zájmu čtenářů na teorii gravitace, pokrytí na dostupné úrovni tohoto kruhu otázek, včetně diskuse na stránkách "vědy a života" je oprávněný.

Takže, veden moudrým "principem největšího příznivého", rth by měl být považován za alternativní teorii gravitace, která potřebuje vhodnou analýzu a diskusi. Pro ty, kteří to dělají tuto teorii (RTH), jako by se zajímaly, nikdo neskutečný (a samozřejmě by neměl zasahovat), aby se rozvíjel, nabídnout možné způsoby experimentálního ověřování.

Současně hovoří o tom, co je v současné době nesmřesené, není důvod. Rozsah použitelnosti je navíc velmi široký a jeho přesnost je velmi vysoká. Podle našeho názoru, objektivní posouzení stávajícího stavu. Pokud hovoříme o chutných a intuitivních, a vkusu a intuici ve vědě hrají značnou roli, i když nemohou být nominovány jako důkazy, pak budou muset jít od "my" na "I". Čím více jsem musel vypořádat s obecnou teorií relativity a jeho kritiky, tím více budu mít dojem jeho výjimečné hloubky a krásy.

Jak bylo uvedeno o víkendu, cirkulace časopisu "Věda a život" č. 4, 1987 byl roven 3 miliony 475 tisíc kopií. V posledních letech byl oběh jen několik desítek tisíc kopií, přesahující 40 tisíc pouze v roce 2002 (cca. - A. M. Krain).

Mimochodem, v roce 1987, to znamená 300 let od prvního publikace Newtonovy skvělé knihy "Matematický začátek přírodní filozofie". Úvod do historie vytváření této práce, nemluvě o tom samotné, velmi poučné. Totéž platí pro všechny činnosti Newtonu, z nichž nejsou specialisté nesplní. Dokážu doporučit pro tento účel velmi dobrou knihu S. I. Vavilov "Isaac Newton", měl by být přetištěn. Dovolte mi zmínit svůj článek napsaný o Newtonian výročí, publikovaný v časopise "Uspekhi fyzikální vědy", sv. 151, č. 1, 1987, p. 119.

Velikost obratu moderních měření je uvedena (pákový efekt se obrátil o 38 sekund). Připomínáme pro jasnost, že slunce a měsíc jsou viditelné ze země pod úhlem asi 0,5 úhlových stupňů - 1800 úhlových sekund.

A. PALS "Subtle je Pán ..." Science a život Alberta Einstein. Oxford Univ. Press, 1982. To by bylo vhodné zveřejnit ruský překlad této knihy.

Ten je možný během plného solárního zatmění; Fotografování stejné části nebe, řekněme, po šesti měsících, kdy se slunce přesunul do nebeské sféry, získáme obrázek pro srovnání, ne zkreslené vychýlení paprsků pod vlivem gravitačního pole Slunce.

Podrobnosti musím poslat článku Ya. B. Zeldovič a LP Grischuk, nedávno publikoval v "úspěchech fyzikálních věd" (sv. 149, s. 695, 1986), stejně jako k literatuře, které tam, Zejména na článek L. D. Faddeeva ("Úspěchy fyzikálních věd", sv. 136, s. 435, 1982).

Viz poznámka pod čarou 5.

Viz K. Will. "Teorie a experiment v gravitační fyzice." M., Energoidat, 1985; Viz také V. L. Ginzburg. O fyzice a astrofyzice. M., Science, 1985 a literatura tam ukázala.

A. A. Logunov a M. A. Messyerishvili. "Základy relativistické gravitační teorie". Časopis "Fyzika elementárních částic a atomového jádra", sv. 17, vydání 1, 1986

V díle A. A. Logunove existují i \u200b\u200bdalší prohlášení a je přesně věřil, že pro čas oddálení signálu během umístění, řekněme, rtuť ze Země, hodnota se liší od následujících od následujících z následujících bodů z RTG. Přesněji řečeno, je argumentováno, že OTO nedává jednoznačnou predikci retardační doby signálů, která je od nekonzistentního (viz výše). Nicméně, takový závěr je, jak se zdá, že ovoce nedorozumění (toto je uvedeno například v citovaném článku Ya. B. Zeldovič a LP Grischuk, vidět záběry 5): Různé výsledky v OTO s použitím Souřadnicové systémy jsou získány pouze proto, že svobodné planety jsou porovnávány v různých oběcích, a proto mají různá období cirkulace kolem Slunce. Pozorováno ze Země, boční doba signálů během umístění určité planety, podle OTO a RTH, se shoduje.

Viz poznámka pod čarou 5.

Podrobnosti pro zvědavé

Odchylka světla a rádiových vln v gravitačním poli Slunce. Obvykle jako idealizovaný model Slunce, statický sférický symetrický poloměr poloměrů. R. ☼ ~ 6,96 · 10 cm, hmotnost slunce M. ☼ ~ 1,99 · 10 30 kg (332958 krát větší hmotnost země). Odchylka světla je maximálně pro paprsky, které se sotva dotknou slunce, to znamená R. ~ R. ☼ a EQUAL: φ ≈ 1 ".75 (úhlové sekundy). Tento roh je velmi malý - dospělý člověk je viditelný na takovém úhlu od vzdálenosti 200 km, a proto přesnost měření gravitačního zakřivení nosníku, dokud nedávno nebylo nízké. Nejnovější optická měření provedená během zatmění Slunce 30. června 1973 měla chybu přibližně 10%. Dnes, a to díky vzhledu rádiových interferometrů "s super-dlouhou bází" (více než 1000 km), přesnost měření úhlů dramaticky zvýšila. Rádiové interferometry umožňují spolehlivě měřit úhlové vzdálenosti a změny v úhlech pořadí 10 až 4 úhlové sekundy (~ 1 nanoradian).

Obrázek ukazuje odchylku pouze jednoho z paprsků pocházejících ze vzdáleného zdroje. Ve skutečnosti jsou obě paprsky zkroucené.

Gravitační potenciál

V roce 1687 se objevila základní práce Newtonova "matematického začátku přírodní filozofie" (viz "Věda a život" č. 1, 1987), který byl formulován zákonem globálního. Tento zákon uvádí, že síla přitažlivosti mezi dvěma materiálovými částicemi je přímo úměrná svým masám. M. a m. a nepřímo úměrný čtverci vzdálenosti r. Mezi nimi:

F. = G.	Mm.	.
	r. 2

Koeficient propagrity G. Začal se nazývat gravitační konstantou, je nutné harmonizovat rozměry v pravém a levém části Newtonovského vzorce. Stále Newton sám s velmi vysokou přesností pro jeho čas ukázal G. - Hodnota je konstantní a v důsledku toho je zákon otevřeně univerzální.

Dvě atraktivní bodové masy M. a m. Přišel v Newtonově vzorci rovném. Jinými slovy, můžeme předpokládat, že oba slouží jako zdroje gravitačního oboru. Ve specifických úkolech, zejména v nebeské mechanice, jeden ze dvou hmot je často velmi malý ve srovnání s ostatními. Například hmotnost Země M. З ≈ 6 · 10 24 kg mnohem méně než hmotnost slunce M. ☼ ≈ 2 · 10 30 kg nebo, pojďme říkat masu satelitu m. ≈ 10 3 kg nezáleží na žádném srovnání s hmotností Země, a proto prakticky žádný vliv na pohyb Země. Takový hodně, že sama nemá narušovat gravitační pole, ale jako by sonda, na kterou se tato pole působí, se nazývá soud. (Stejně tak v elektrodynamice je koncept "zkušebního poplatku", tj. Tak, že pomáhá detekovat elektromagnetické pole.) Vzhledem k tomu, že zkušební hmotnost (nebo zkušební poplatek) přináší do pole malý příspěvek, \\ t Pro takovou hmotnost se pole stane "externí" a může charakterizovat hodnotu nazvanou intenzitu. V podstatě urychlující volný pád g. - Toto je napětí pole Země. Druhý zákon Newtonovské mechaniky je pak rovnicí pohybu bodové zkušební hmotnosti m.. Například je to tak, aby byly řešeny výzvy balistické a nebeské mechaniky. Všimněte si, že pro většinu takových úkolů má teorii Newton a dnes má poměrně dostatečnou přesnost.

Napětí, stejně jako síla, je vektor vektoru, to znamená, že v trojrozměrném prostoru je určena třemi čísly - komponenty podél vzájemně kolmých kolmých desetinčinných os h., w., z.. Při změně souřadnicového systému - a tyto operace jsou často časté ve fyzikálních a astronomických úkolech - dekartéry vektoru souřadnic jsou převedeny na některé, i když nejsou obtížné, ale často objemné cesty. Proto by namísto intenzity vektoru pole bylo vhodné použít odpovídající skalární hodnotu, ze kterého výkonové vlastnosti pole - napětí by bylo s pomocí některého jednoduchého receptu. A taková skalární hodnota existuje - nazývá se potenciál a přechod k napětí se provádí jednoduchým diferenciací. Z toho vyplývá, že newtonský gravitační potenciál vytvořený hmotou M.Havran

odkud by měl být rovnost: φ | \u003d V 2.

V matematice se newtonova teorie někdy nazývá "potenciální teorie". Na jednom okamžiku teorie Newtonova potenciálu sloužila jako model pro teorii elektřiny, a pak myšlenky o fyzickém poli vytvořeném v Electrodynamice Maxwell, zase stimulovalo vznik obecné teorie relativity Einstein. Přechod z relativistické teorie gravitace Einstein do soukromého případu Newtonovské gravitační teorie jen odpovídá oblasti malých hodnot bezrozměrného parametru | φ | / c. 2 .

Teorie relativity byla zastoupena Albertem Einsteinem na počátku 20. století. Jaká je jeho podstata? Zvažte vrcholy a srozumitelný jazyk. Dosizač.

Teorie relativity prakticky eliminovala nekonzistentní a rozpory fyziky 20. století, vyrobená v kořenech, aby změnila myšlenku struktury vesmírného času a experimentálně potvrdil v mnoha experimentech a výzkumu.

Tee tak spadl základem všech moderních základních fyzikálních teorií. V podstatě to je matka moderní fyziky!

Chcete-li začít, stojí za zmínku, že existují 2 teorie relativity:

• Zvláštní teorie relativity (servisní stanice) - považuje fyzické procesy v jednotně pohybujících se objektů.
• Obecná teorie relativity (OTO) popisuje urychlení objektů a vysvětluje původ takového fenoménu jako gravitace a existence.

Je zřejmé, že se jedná o sto objeví dříve a v podstatě je součástí. O ní a pojďme mluvit jako první.

Sto jednoduchých slov

Teorie je založena na principu relativity, podle kterých jsou jakékoli zákony přírody stejné vzhledem k pevnému a pohybující se konstantní rychlostí tel. A takové zdánlivě jednoduché myšlenky vyplývá, že rychlost světla (300 000 m / s ve vakuu) je stejná pro všechna těla.

Představte si například, že jste dostali kosmickou loď ze vzdálené budoucnosti, která může létat na obrovské rychlosti. Na nos lodí je instalována laserová pistole, která je schopna střílet dopředu fotony.

Pokud jde o loď, takové částice létají rychlostí světla, ale relativně pevným pozorovatelem by se zdálo, že létají rychleji, protože obě rychlosti jsou shrnuty.

Opravdu se to nestane! Pozorovatel třetí strany vidí fotony létání 300 000 m / s, jako by se k nim přidala rychlost kosmické lodi.

Je třeba si pamatovat: Vzhledem k jakémukoliv tělu se rychlost světla nebude beze změny, bez ohledu na to, jak rychle se přesunula.

Z toho existuje úžasná představivost, jako je zpomalení času, podélné redukce a závislost těla na rychlostí. Přečtěte si více o nejzajímavějších důsledcích speciální teorie relativity, čtete v článku níže.

Podstatou teorie obecné relativity (OTO)

Chcete-li lépe pochopit, musíme znovu kombinovat dvě fakta:

• Žijeme ve čtyřrozměrném prostoru

Prostor a čas jsou projevy stejné podstaty nazvané "spatio-dočasné kontinu". Jedná se o 4-dimenzionální prostor s koordinovanými osami X, Y, Z a T.

My, lidé, nejsou schopni vnímat 4 měření stejně. V podstatě vidíme pouze projekce současného čtyřrozměrného objektu v prostoru a čase.

To, co je zajímavé, teorie relativity se netýká, že se mění těla při řízení. 4-dimenzionální objekty vždy zůstávají nezměněny, ale s relativním pohybem jejich projekce se může změnit. A vnímáme ji jako zpomalení času, velikosti řezání atd.

• Všechna těla spadají do neustálé rychlosti a nejsou zrychleny

Utratme hrozný experiment. Představte si, že jedete v uzavřené kabině výtahu a jsou ve stavu beztíže.

Tato situace by mohla nastat pouze ze dvou důvodů: buď jste ve vesmíru, nebo volně spadat společně s kabinou pod působením pozemské gravitace.

Bez vyhokání z kabiny je naprosto nemožné rozlišit dvě z těchto případů. Jen v jednom případě letíte rovnoměrně a v jiném s akcelerací. Budete muset hádat!

Možná Albert Einstein sám přemýšlel nad imaginárním výtahem, a měl jednu úžasnou myšlenku: Pokud tyto dva případy je nemožné rozlišit, znamená to, že pád z důvodu gravitace je také jednotným pohybem. Jen jednotný pohyb je ve čtyřrozměrném prostoru, ale v přítomnosti masivních těl (například) je zakřivený a jednotný pohyb se promítá do obvyklého trojrozměrného prostoru ve formě zrychleného pohybu.

Zvažme další jednodušší, i když ne úplně správný příklad zakřivení dvourozměrného prostoru.

Je možné si představit, že jakýkoliv masivní tělo pod ním vytváří nějaký trychtýř. Pak jiná těla letící, nebudou moci pokračovat v pohybu v přímce a změnit jejich trajektorii podle ohybu zakřiveného prostoru.

Mimochodem, pokud tělo nemá tolik energie, pak její pohyb může být obecně uzavřen.

Stojí za zmínku, že z hlediska pohyblivých těles se nadále pohybují v přímé linii, protože nic necítí, že je činí otočit je. Jednoduše se dostali do zakřiveného prostoru a neuvědomují si, že mají nepřiměřenou trajektorii.

Je třeba poznamenat, že 4 měření je zkroucena, včetně času, proto stojí za to léčit tuto analogii.

Tak, v celkové teorii relativity, gravitace není vůbec, ale jen důsledkem zakřivení časoprostoru. V tuto chvíli je tato teorie pracovní verzí vzniku gravitace a je dokonale v souladu s experimenty.

Úžasné následky z

Světelné paprsky mohou snít, vlající se v blízkosti masivních těl. Ve skutečnosti existují vzdálené předměty v prostoru, které "skrýt" po jiných, ale světelné paprsky jsou obklopeny, takže světlo přichází k nám.

Podle silnější gravitace, pomalejší čas teče. Tato skutečnost je nutně zohledněna při práci GPS a GLONASS, protože jejich satelity mají přesné atomové hodiny, které klíšťata o něco rychleji než na Zemi. Pokud tato skutečnost není zohledněna, pak po dni bude chyba souřadnic 10 km.

Je díky Albertovi Einsteinovi, že můžete pochopit, kde se knihovna nebo obchod nachází v blízkosti.

A konečně, Oto předpovídá existenci černých otvorů, kolem které gravitace je tak silná, že čas blízko jednoduše se zastaví. Proto světlo, které bylo v černé díře, nemůže opustit (odráží).

Ve středu černé díry, vzhledem k obrovské gravitační kompresi, objekt je vytvořen s nekonečně vysokou hustotou, a tak, že se zdá být.

Tak, od může vést k velmi protichůdným závěrům, na rozdíl od toho, že většina fyziků ji plně nepřijala úplně a pokračovala v hledání alternativy.

Ale spousta věcí a úspěšně podaří předvídat úspěšně, například nedávný senzační zjištění potvrdil teorii relativity a znovu vyvolal velký vědec s sušeným jazykem. Milujte vědu, přečtěte si Vikinauka.

Byl tento svět, aby byl hluboký tma.
Může být světlo! A teď se objevil Newton.
Epiram Xviii století.

Ale Satan nečekal na pomstu.
Einstein přišel - a všechno bylo jako dříve.
Epigram XX století.

Teorie spaní relativity

Postulát (axiom) - Základní prohlášení, které je základem teorie a přijata bez důkazů.

První postulát: Všechny zákony fyziky popisující jakékoli fyzikální jevy musí mít stejný vzhled ve všech inerciálních referenčních systémech.

Stejný postulát může být formulován jinak: v jakýchkoli inerciálních referenčních systémech, všechny fyzikální jevy za stejných počátečních podmínek totéž.

Druhý postulát: Ve všech inerciálních referenčních systémech je rychlost světla ve vakuu stejná a nezávisí na rychlosti pohybu jako zdroj a světelného přijímače. Tato rychlost je maximální rychlost všech procesů a pohybů doprovázených přenosem energie.

Právo vztahu hmotnosti a energie

Relativistická mechanika - Část mechaniky, která studuje zákony pohybu těl s rychlostí blízko rychlosti světla.

Každé tělo, díky tomu jeho existence, má energii, která je úměrná hmotnosti odpočinku.

Jaká je teorie relativity (video)

Důsledky teorie relativity

Relativnost simultánnosti. Současnost dvou událostí je relativní. Pokud se události vyskytly v různých bodech, jsou současně v jediném inerciálním referenčním systému, nemusí být současně v jiných inerciálních referenčních systémech.

Snížení délky. Délka těla, měřená v referenčním systému K ", ve které spočívá, je větší v referenčním systému K, s ohledem na který k" se pohybuje rychlostí v podél osy oh:

Pomalý čas. Časový interval měřený v hodinách, fixovaný v inerciálním referenčním systému K ", méně než určitou dobu měřenou v inerciálním referenčním systému K, s ohledem na to, ke kterému se pohybuje rychlostí v:

Teorie relativity

materiál z knihy Stephen Hawking a Leonard MLODINOVA "Nejkratší historie času"

Relativita

Základní postulát Einstein, označovaný jako princip relativity, říká, že všechny zákony fyziky by měly být stejné pro všechny volně pohybující se pozorovatele bez ohledu na jejich rychlost. Pokud je rychlost světla konstantní hodnotou, pak musí libovolný volně pohyblivý pozorovatel zaznamenat stejnou hodnotu bez ohledu na rychlost, se kterou se přiblíží ke zdroji světla nebo je z něj odstraněn.

Požadavek tak, aby všichni pozorovatelé spojili v odhadu rychlosti, která nutí koncept času. Podle teorie relativity, pozorovatel cestující ve vlaku, a ten, který stojí na plošině, se bude lišit v odhadu vzdálenosti cestující světlem. A protože rychlost je vzdálenost dělená v době, jediný způsob, jak pozorovatelé, aby se dohodli, je také rozptýlit v časovém hodnocení. Jinými slovy, teorie relativity ukončena myšlenka absolutního času! Ukázalo se, že každý pozorovatel by měl mít svou vlastní dobu a že identické hodiny různých pozorovatelů nebude nutně vykazovat stejnou dobu.

Říkám, že prostor má tři dimenze, rozumíme, že poloha bodu v něm může být přenesena pomocí tří čísel - souřadnice. Pokud zavedeme čas v našem popisu, dostaneme čtyřrozměrný čas.

Dalším známým důsledkem teorie relativity je ekvivalence hmotnosti a energie, vyjádřená slavným Einstein E \u003d MC2 rovnice (kde E-energie, M je hmotnost těla, C je rychlost světla). Vzhledem k rovnocennosti energie a hmotnosti, kinetická energie, která má hmotný předmět způsobený jeho pohybem, zvyšuje jeho hmotnost. Jinými slovy, objekt se stává těžší urychlit.

Tento efekt je nezbytný pouze pro tělesa, která se pohybují rychlostí v blízkosti rychlosti světla. Například rychlostí 10% světelné rychlosti bude tělesná hmotnost pouze 0,5% více než v klidu, ale rychlostí, která tvoří 90% rychlosti světla, hmotnost je již více než dvakrát vyšší než dvakrát dlouho. Vzhledem k tomu, že světlo se přiblíží světlo, hmotnost tělesa se zvyšuje rychleji, takže je nutná k urychlení více energie. Podle teorie relativity nebude objekt nikdy schopen dosáhnout rychlosti světla, protože v tomto případě by se její hmota stala nekonečnou, a na základě rovnocennosti hmoty a energie by to vyžadovalo nekonečnou energii. Proto teorie relativity navždy provádí běžné tělo, aby se pohyboval rychlostí menší rychlosti světla. Pouze lehké nebo jiné vlny, které nemají své vlastní masy, jsou schopny pohybovat se rychlostí světla.

Zakřivený prostor

Obecná teorie relativity Einstein je založena na revolučním předpokladu, že gravitace není společná síla, ale důsledkem toho, že časový čas není plochý, jak bylo obvyklé myslet dříve. V obecné teorii relativity je časový čas zakřivený nebo zkroucený hmotou a energií umístěnou v něm. Orgány, podobně jako Země, se pohybují při zakřivených orbitech, které nejsou pod působením síly, označované jako gravitace.

Vzhledem k tomu, že geodetická linka je nejkratší linie mezi dvěma letišti, navigace vedoucí letadla na takových trasách. Můžete například, následovat svědectví o kompasu, létat 5966 kilometrů od New Yorku do Madridu téměř přísně na východ podél geografické paralelně. Ale budete muset pokrýt pouze 5802 kilometrů, pokud letíte na velký kruh, první severovýchod, a pak se postupně obrací na východ a dále na jihovýchod. Typ těchto dvou tras na mapě, kde je povrch Země zkreslený (reprezentovaný bytu), klamný. Stěhování "rovného" na východ od jednoho bodu na druhý na povrchu zeměkoule, ve skutečnosti se nepohybujete v přímce, přesněji, ne nejkratší, geodetická linka.

Pokud je trajektorie kosmické lodi, která se pohybuje ve vesmíru v přímce, je vhodná na dvourozměrném povrchu Země, ukazuje se, že je zakřivený.

Podle obecné teorie relativity musí být gravitační pole zakřivené světlo. Teorie předpovídá, že v blízkosti slunečních paprsků světla by měly být mírně stočené ve svém směru pod vlivem hmotnosti svítidel. Takže světlo vzdálené hvězdy, to se stane vedle Slunce, bude odmítnout malý úhel, protože to, co pozorovatel na zemi uvidí hvězdu, která není zcela tam, kde je ve skutečnosti.

Připomeňme, že podle základních postulací speciální teorie relativity jsou všechny fyzikální zákony stejné pro všechny volně pohybující se pozorovatele, bez ohledu na jejich rychlost. Hrubě řečeno, princip ekvivalence se rozprostírá toto pravidlo o těch pozorovatelích, kteří nejsou svobodní, ale pod akcí gravitačního oboru.

V dostatečně malých prostorách prostoru není možné posoudit, zda jste v klidu v gravitačním poli nebo se pohybovat s konstantním zrychlením v prázdném prostoru.

Představte si, že jste ve výtahu uprostřed prázdného prostoru. Neexistuje žádná gravitace, ne "top" a "niza". Plave se volně. Pak se výtah začne pohybovat s konstantním zrychlením. Najednou se cítíte váhu. To znamená, že stiskneš jednu ze stěn výtahu, což je nyní vnímáno jako podlaha. Pokud si vezmete jablko a uvolněte ho, padne na podlahu. Ve skutečnosti, když se pohybujete s akcelerací, uvnitř výtahu se vše dochází přesně stejným způsobem, jako kdyby výtah se vůbec nepohnul, ale spočívá v homogenním gravitačním poli. Einstein si uvědomil, že stejně jako být ve vlakovém autě, nemůžete říci, to stojí za to nebo rovnoměrně pohybuje, a ve výtahu, nejste schopni určit, zda se pohybuje s konstantním zrychlením nebo je v homogenní gravitační pole. Výsledkem tohoto porozumění byl princip rovnocennosti.

Princip ekvivalence a daný příklad jeho projevu budou spravedlivé pouze v případě, že inertní hmotnost (obsažená v Newtonově druhém zákoně, která určuje, které zrychlení je připojeno k orgánu, který se na něj vztahuje) a gravitační hmotnost (zahrnuta v zákoně o gravitaci Newtonova gravitace , který určuje přitažlivost gravitační hodnoty) podstatu téže věci.

Použití ekvivalence Einstein Equivivalence inertních a gravitačních hmot pro uzavření principu rovnocennosti a nakonec, celá obecná teorie relativity je příkladem trvalého a důsledného rozvoje logických závěrů v historii lidské myšlenky.

Pomalý čas

Další predikce obecné teorie relativity je, že v blízkosti masivních těl, jako je Země, by měla snížit kurz.

Nyní se seznámili s principem ekvivalence, můžeme sledovat průběh argumentu Einstein, plnit další mentální experiment, který ukazuje, proč gravitace ovlivňuje čas. Představte si raketu létání ve vesmíru. Pro pohodlí předpokládáme, že jeho tělo je tak velké, že světlo je vyžadováno celé sekundy projít podél něj shora dolů. A konečně předpokládejme, že v raketě jsou dva pozorovatele: jeden - nahoře, strop, druhý - níže, na podlaze, a oba jsou vybaveny stejnými hodinami vedoucími odpočítávání sekund.

Předpokládejme, že horní pozorovatel čeká na odpočítávání jeho hodin, okamžitě odešle dolní světelný signál. Při příštím odešle druhý signál. Podle našich podmínek bude jedna sekunda potřebovat každý signál k dosažení nižšího pozorovatele. Vzhledem k tomu, že horní pozorovatel odešle dvě světla s intervalem v jednom sekundě, spodní pozorovatel je zaregistruje se stejným intervalem.

Co se změní, pokud v tomto experimentu, místo plavání volně ve vesmíru, raketa bude stát na Zemi, zažívá gravitaci? Podle Newtonovy teorie, gravitace neovlivní stav záležitostí: Pokud pozorovatel přenášet signály nahoře, pak bude pozorovatel v dolní části stejného intervalu. Zásada ekvivalence však předpovídá jiný rozvoj událostí. Co přesně budeme schopni pochopit, zda v souladu s principem ekvivalence mentálně nahradit účinek gravitace konstantním zrychlením. To je jeden z příkladů toho, jak Einstein použil zásadu rovnocennosti při vytváření své nové gravitační teorie.

Předpokládejme, že naše raketa je zrychlena. (Předpokládáme, že se pomalu urychluje, takže jeho rychlost se nepřiblíží k rychlosti světla.) na nižší pozorovateli, než mi dáte sekundu. Pokud se raketa pohybovala konstantní rychlostí, pak druhý signál přijde přesně stejný dříve, takže interval mezi oběma signály by zůstal roven jedné sekundy. Ale v době zasílání druhého signálu v důsledku zrychlení rakety se pohybuje rychleji než v době odeslání první, takže druhý signál projde menší vzdálenost než první a tráví ještě méně času. Pozorovatel níže, odkazuje na jeho hodiny, opraví, že interval mezi signály je méně než jednu sekundu, a nesouhlasí s horním pozorovatelem, který tvrdí, že poslal signály přesně v celém druhém.

V případě zrychlující rakety by tento účinek pravděpodobně neměl být zvláště překvapen. Na konci jsme to právě vysvětlili! Ale pamatujte: Princip ekvivalence říká, že to samé se stane, když raketa spočívá v gravitačním poli. Proto ano, pokud raketa není urychlena, ale například stává na výchozí tabulce na povrchu Země, signalizuje signály poslané horním pozorovatelem v intervalu za sekundu (podle jejích hodin) na nižší pozorovatel s menším intervalem (podle své hodiny). To je opravdu úžasné!

Gravitace mění tok času. Stejně jako zvláštní teorie relativity nám říká, že čas je odlišný odlišně pro pozorovatele pohybující se navzájem, obecná teorie relativity oznamuje, že existuje časová mrtvice pro pozorovatele umístěné v různých gravitačních oborech. Podle obecné teorie relativity se nižší pozorovatel zaregistruje kratší interval mezi signály, protože povrch země teče proudí pomalejší, protože gravitace je zde silnější. Čím silnější gravitační pole, tím více tohoto účinku.

Naše biologické hodiny také reagují na změny v čase. Pokud jeden z dvojčat žije na vrcholu hory, a druhý - u moře, první bude růst rychleji než druhá. V tomto případě bude rozdíl ve věku zanedbatelný, ale významně se zvýší, protože jeden z dvojčat bude pokračovat na dlouhou cestu na kosmické lodi, která urychluje rychlost v blízkosti světla. Když se toulák vrátí, bude mnohem mladší než bratr, který zůstal na Zemi. Tento případ je znám jako paradox dvojčat, ale je to jen paradox pro ty, kteří mají myšlenku absolutního času. Neexistuje jedinečný absolutní čas v teorii relativity - pro každého jednotlivce existuje jeho vlastní měřítko času, což závisí na tom, kde je a jak se pohybuje.

S výskytem ultra-přesných navigačních systémů, které přijímají signály ze satelitů, rozdíl v průběhu hodin v různých výškách získal praktickou hodnotu. Pokud přístroj ignoroval předpovědi obecné teorie relativity, chyba při určování umístění by mohla dosáhnout několika kilometrů!

Vznik obecné teorie relativity v kořenu změnila situaci. Prostor a čas našel stav dynamických entit. Když jsou těla přesunuty nebo síly, způsobují zakřivení prostoru a času, a struktura vesmírné doby, ovlivňuje pohyb těl a působení sil. Prostor a čas nejen ovlivňují vše, co se děje ve vesmíru, ale také závisí na tom všem.

Čas v blízkosti černé díry

Představte si nebojácný astronaut, který zůstává na povrchu kolapsingové hvězdy během katastrofické komprese. V určitém okamžiku, na jeho hodině, pojďme v 11:00, hvězda bude stlačena k kritickému poloměru, za kterou gravitační pole je zvýšeno tak, že je nemožné vytrhnout z toho. Předpokládejme, že podle pokynů by měl být astronaut poslat signál do vesmírné lodi, která je na oběžné dráze v určité pevné vzdálenosti od středu hvězdy. Začíná projít signály v 10:59:58, to je za dvě sekundy do 11:00. Co se zaregistruje posádku na palubě vesmírné lodi?

Dříve, když udělal duševní experiment s přenosem světelných signálů uvnitř rakety, jsme se ujistili, že gravitace zpomaluje čas a jak je silnější, důležitějším efektem. Astronaut na povrchu hvězdy se nachází v silnějším gravitačním poli než jeho kolegové na oběžné dráze, takže jedna sekunda na jeho hodinách bude trvat déle než sekundu o hodiny. Vzhledem k tomu, že astronaut, spolu s povrchem se přesune do středu hvězdy, je na něm stále silnější, takže intervaly mezi svými signály přijatými na palubě kosmické lodi jsou neustále prodlouží. Tato doba protahování bude velmi zanedbatelná až do 10:59:59, takže pro astronauty na oběžné dráze předán interval mezi signály prošel v 10:59:58 a v 10: 59: 59: 59, velmi nešikovná bude sekunda. Ale signál odeslaný v 11:00, loď nebude čekat.

Všechno, co se stane na povrchu hvězdy mezi 10:59:59 a 11:00 o hodiny astronautu, se táhne na hodinách kosmické lodi k nekonečnému časovému období. S přístupem do 11:00 jsou intervaly mezi příchodem po sobě jdoucích hřebenů a depresí emitovaných hvězdy emitované vlny byly stále více delší; Totéž se děje s intervaly mezi astronautovými signály. Vzhledem k tomu, že frekvence radiace je určena počtem hřebenů (nebo deprese) přicházejícím za sekundu, bude na kosmické lodi zaznamenána stále nižší frekvence hvězdných záření. Hvězdné světlo se stane stále více a současně blikat. Nakonec bude hvězda zajistit, že bude pro pozorovatele neviditelné pro pozorovatele na kosmické lodi; Všechno, co zůstane, je černá díra ve vesmíru. Akce hvězdy na kosmické lodi však bude pokračovat a bude i nadále odvolat na oběžné dráhy.