Načela. \\ T Splošna teorija relativnosti

Teorija relativity.

Teorija relativity.Teorija, ki jo je predlagala Albert Einstein, ki temelji na postulatu, da se premik enega telesa določi le glede na gibanje drugega telesa. To je pripeljalo do koncepta štiridimenzionalnega vesoljskega časovnega kontinuuma, v katerem se tri prostorske dimenzije in čas obravnavajo na isti osnovi. Posebna teorijanominiran leta 1905, je omejen z opisom dogodkov, saj se pojavljajo za opazovalce v stanju enotnega relativnega gibanja. Najpomembnejše posledice te teorije so: (1) Hitrost svetlobe je konstantna za vse opazovalce; (2) telesna teža se poveča s povečanjem hitrosti, čeprav je opazna le pri hitrosti, ki se približuje hitrosti svetlobe; (3) masa (t)in energijo (E)ekvivalent / ekvivalent, to je E \u003d TC 2,kje od -hitrost svetlobe (to kaže, da se masa spremeni v energijo, majhna masa ustvarja zelo večjo energijo); (4) kompresija Lorentz-Fitzgerald, to je, da so telesi stisnjeni s povečanjem hitrosti, bistveno le, če se hitrost približuje; (5) Relativno fiksni opazovalec teče počasneje za premični predmet, "širitev časa". Splošna teorijadokončana leta 1915, ki se uporablja za opazovalce, ki niso v enotnem relativnem gibanju (in pri pospeševanju). To je pokazalo odvisnost prostora in gravitacije. Ideja je mogoče navesti, da je prisotnost snovi v vesolju povzročila, da je "ukrivljena", ki tvori gravitacijska polja, zato gravitacija postane last samega prostora. Svetloba je upognjena tudi pod delovanjem masivnih gravitacijskih polj, ki lahko pojasnijo obstoj črnih lukenj. poglej tudiPROSTOR-Čas.

Einsteinove teorije relativnosti temeljijo na postulatu, da je gibanje enega telesa mogoče določiti le glede na gibanje drugega telesa. Na primer, (a) prikazuje kot fiksni opazovalec, ki je rdeči avto, ki se premika s hitrostjo 90 milj / uro in modrim avtomobilom pri hitrosti 70 milj / h za modri stroj. Vendar pa se rdeči stroj premika s hitrostjo 20 mph / uro glede na to. Nadaljnje posledice iz teorije relativnosti kažejo, da je hitrost svetlobe absolutna. V (c), tudi če supermashina obrne na stotine milj / uro hitreje, je hitrost svetlobe, ki jo oddajajo žarometi obeh strojev, enaka, 186.000 milj / sek. Jedrske eksplozije (C) dokazujejo, da sta masa (T) in energija (E) enakovredna, torej E \u003d GPS2. Mama lena masa lahko proizvaja ogromne količine energije. (D) kaže, da je masa telesa, ki se približuje hitrosti svetlobe, medtem ko je telo sam stisnjen. Končno (e) dokazuje .. Čas časa ^ MU-Mesoni kozmičnih žarkov so nestabilni, in v stanju počitka za dve nanosekundi. Tako bi morali prodreti v ozračje zemlje samo za približno 600 metrov, preden se razpadejo. Vendar pa je MJ Mezoni izšel v mehurčkih komore (f) 10 km pod morsko gladino. Glede na teorijo relativnosti, za predmete, katerih hitrost je blizu hitrosti svetlobe, čas teče medenico. Opazovalci na zemlji, tako da se zdi, da je hitro živi Mu-Mesona daljši od fiksnega.

Znanstveni in tehnični enciklopedijski slovar.

Oglejte si, kaj je "teorija relativnosti" v drugih slovarjih:

- (Glej relativnost teorije). Fizični enciklopedijski slovar. M.: Sovjetska enciklopedija. Glavni urednik A. M. Prokhorov. 1983 ... Fizična enciklopedija

teorija relativity. - - [l.g.sumenko. Angleški ruski slovar o informacijski tehnologiji. M.: GP TSNIIS, 2003.] Teme Informacijska tehnologija kot celota EN Teorija relatorja ... Imenik tehničnega prevajalca

Teorija relativity. - Fizična teorija, glavni pomen, ki ga je treba odobriti: V fizičnem svetu je vse posledica strukture prostora in spremembe njegove ukrivljenosti. Razlikovati med zasebno in splošno teorijo relativnosti. V središču zasebne teorije, ... ... ... ... Filozofija znanosti: slovar osnovnih pogojev

teorija relativity. - RelialyVumo Teorija status T sritis fizika atitikmenys: ANGL. Teorija relativnosti Vok. Relativitätstherie, f rus. Teorija relativnosti, f pranc. Théorie de la relativité, fizikos terminų žedynas

Oglejte si relativnost teorije. Filozofska enciklopedija. V 5 x t. M.: Sovjetska enciklopedija. Urejeno s F. V. KONSTANTINOVA. 1960 1970 ... Filozofska enciklopedija

Oglejte si relativnost teorije ... Velika sovjetska enciklopedija

Teorija relativnosti Zunanje meje: Relativity Teorija Žanr Fantasy ... Wikipedija

Teorija relativnosti Einstein. - fizična teorija, ob upoštevanju prostorskih časovnih lastnosti fizičnih procesov. Te lastnosti so odvisne od polj na tem območju časa. Teorija, ki opisuje lastnosti časovne prostora v približevanju, ko ... ... Koncepti sodobne narave. Slovan glavnih izrazov

- ... Wikipedija

Knjige.

Teorija relativnosti, rumer yu.b .. Ta knjiga vsebuje glavne določbe in rezultate teorije relativnosti, kot tudi najpomembnejše aplikacije (kvantna teorija svetlobe, nekatera vprašanja teorije pospeševalcev, energija ...

Splošna teorija relativnosti A. Einstein

V okviru teorije, ki je bila ustanovljena za deset let, od leta 1906 do 1916, je A. Einstein obrnil na problem fragmentov, ki so že dolgo pritegnili pozornost znanstvenikov. Zato se splošna teorija relativnosti pogosto imenuje tudi teorija teže. Opisal je nove odvisnosti prostorskih časovnih odnosov iz materialnih procesov. Ta teorija že temelji na dveh, vendar na treh postulatih:

- Prvi postulat. Splošna teorija relativnosti - napredno načelo relativnostiki odobrava invariznost zakonov narave v vseh referenčnih sistemih, tako inertialnih in ne-inertialnih selitev s pospeševanjem ali pojemki. Predlaga, da je nemogoče pripisati absolutno naravo ne le hitrosti, temveč tudi pospešek, ki ima poseben pomen v zvezi s faktorjem, njegovo definiranjem.

- Drugi postulat.- Načelo stanja svetlobne hitrosti - ostaja nespremenjeno.

- Tretji postulat.- Načelo enakovrednosti inertnih in gravitacijskih mas. To dejstvo je bilo znano pri klasični mehaniki. Tako je v pravu svetovnega krilaga, oblikovanega z Newtonom, je moč gravitacije vedno sorazmerna z mašo tega telesa, na katerega deluje. Toda v drugem pravu Newtona je poročanje o sili telesu tudi sorazmerno z njegovo maso. V prvem primeru govorimo o gravitacijski masi, ki označuje sposobnost telesa, da privabi na drugo telo, v drugem primeru - o inertni masi, ki označuje obnašanje telesa pod delovanjem zunanjih sil, \\ t je merilo telesne inertnosti. Toda v primeru prostega padca v telesu, pospešek G \u003d 9,8 m / s 2 ni odvisen od mase. Ustanovljen je v svojih poskusih, vendar Galilee. Bolj natančna enakovrednost teh množic je leta 1890 ustanovil madžarski fizik L. Etvin. Danes so ti sklepi potrjeni z visoko stopnjo natančnosti - do 10 -12.

Po ustvarjanju posebne teorije relativnosti je Einstein razmišljal o tem, ali se gravitacijske lastnosti spreminjajo, če so njihove inercialne lastnosti odvisne od hitrosti gibanja. Teoretična analiza, ki jo je izvedla znanstvenik, je omogočila sklepanje, da fizika ne ve, kako razlikovati učinek gravitacije od učinka pospeška. Z drugimi besedami, kinematični učinki, ki izhajajo iz gravitacijskih sil, so enakovredni učinkom, ki se pojavijo pod ukrepanjem pospeševanja. Torej, če se raketa odpelje s pospeševanjem 2 g., posadka rakete se bo počutila, kot da je v podvojeni gravitaciji zemlje. Podobno opazovalec v zaprtem dvigalu ne bo mogel ugotoviti, ali se dvigalo premika pospešeno ali v notranjosti dvigala so sile gravitacije. Temelji na načelu enakovrednosti, da je bilo povzeto načelo relativnosti.

Najpomembnejši zaključek splošne teorije relativnosti je bila ideja, da se sprememba geometrijskih (prostorskih) in časovnih značilnosti teles pojavi ne le pri premikanju z visokimi hitrostmi, kot je dokazano s posebno teorijo relativnosti, pa tudi v močni gravitaciji polja. Zaključek je bil neločljivo povezan s splošno teorijo relativnosti z geometrijo, vendar splošno sprejeta geometrija Euclidea ni bila primerna za to.

Geometrija Euclidean je aksiomatski, nadaljuje od petih aksiomov in vključuje enako, enakomernost prostora, ki se šteje za stanovanje. Toda postopoma je veliko matematikov prenehalo zadovoljiti te geometrije, saj peti postulat ni bil samoumeven. Govorimo o odobritvi, da se skozi točko, ki leži zunaj ravnega, lahko izvedemo samo eno naravnost, vzporedno s tem. Ta aksiom je povezan z izjavo o vsoti vogalov trikotnika, ki je vedno enak 180 °. Če zamenjate to oso drugo, lahko zgradite novo geometrijo, ki ni geometrija evklidea, vendar prav tako kot notranje dosledna. To je to, kar so storili v XIX stoletju, neodvisno od ruskega matematika N. I. Lobachevsky, nemški B. Riman in madžarski I. Poal. Riman je uporabil Axomo o nemožnosti vodenja celo edine ravne linije vzporednice. LOBACHEVSKY in bolečina je potekala iz dejstva, da lahko skozi točko zunaj ravne črte izvedete nešteto neposredno, vzporedno s tem. Na prvi pogled te izjave zvenijo absurdno. Na letalu so v resnici narobe. Vendar pa obstajajo druge površine, na katerih imajo novi postulat.

Predstavljajte si, na primer površino krogle. Na njem, najkrajša razdalja med obema točkama ni predmet ravne črte (na površini krogle ni ravne črte), in na loku velikega kroga (tako imenovanega oboda, katerih radij je enak na polmeru sfere). Na svetu, ki je podobna najkrajšemu, ali, kot se imenujejo, so geodejske linije Meridians. Znano je, da se vsi Meridiani sekajo v Poljakih, vsak od njih pa se lahko šteje za neposredno vzporedno s katerimkoli poldnevnikom. Na področju je njegova sferična geometrija izvedena, v kateri je trditev resnična, da je vsota trikotna kota vedno večja od 180 °. Predstavljajte si trikotnik, ki ga tvorita dva meridiana in ekvatorski lok. Koti med Meridiani in ekvatorji so 90 °, kot pa med meridiani z vertekom v drogu se doda njihovi vsota. V sferi, v njem ni nobene nesvojenosti.

Obstajajo tudi površine, za katere se izkaže, da je verni postulat Riemann. To je čudovita površina, imenovana tudi pseudosfera. Na njem je vsota vogalov trikotnika vedno manjša od 180 ° in je nemogoče izvesti enotno eno neposredno vzporedno s tem.

Po Einsteinu, ki je bilo ugotovljeno, o obstoju teh geometrij, so dvomili o evklidnem značaju realnega prostora. Postalo je jasno, da je zavit. Kako si lahko zamislite ukrivljenost prostora, ki ga splošna teorija relativnosti pravi? Predstavljajte si zelo subtilen list gume in domnevamo, da je to vesoljski model. Postavite velike in majhne kroglice - Modelne zvezde in planete. Kroglice bodo odpustile gumijasto pločevino, večja je njihova masa, ki jasno kaže na odvisnost ukrivljenosti prostora-časa od telesne mase. Torej, zemlja ustvarja okoli sebe ukrivljen prostor-čas, ki se imenuje področje grob. To je, da vse telo pade na tla. Toda še naprej bomo iz planeta, šibkejše delovanje tega področja bo. Na zelo dolgi razdalji bo polje tako šibko, da bodo organi prenehali padati na tla, zato bo ukrivljenost prostora-časa tako nepomembna, da jih je mogoče zanemariti in obravnavati prostor-čas stanovanje.

Pod prostorom za ukrivljenost ni treba razumeti ukrivljenosti letala, kot je evklidska sfera, v kateri je zunanja površina odlična od notranjega. Od znotraj njegove površine izgleda konkavno, zunaj - konveksno. Z vidika geometrij, ki niso otroke, sta obe strani ukrivljene ravnine enaki. Ukrivljena prostora se ne prikaže vizualno in se razume kot umik njegove metrike iz Euclidean, ki je mogoče natančno opisati v jeziku matematike.

Teorija relativnosti je ugotovila ne le ukrivljenost prostora, ki je pod delovanjem gravitacijskih področij, temveč tudi upočasnitev časa v močnih gravitacijskih poljih. Tudi sonce, precej majhno v vesoljskih standardih zvezde, vpliva na tempo časa, ki teče, ki ga je to upočasnilo blizu sebe. Torej, če pošljemo radijski signal na neki točki, pot, do katere teče ob soncu, bo radijski obroč trajal dlje kot takrat, ko ni na poti tega signala. Zakasnitev signala, ko gre blizu sonca, je približno 0,0002 str. Takšni poskusi so bili izvedeni, ki se začnejo leta 1966, kot je bil reflektor uporabljen kot površine planetov (živo srebro, Venero) in opremo medplanetarnih postaj.

Ena izmed najbolj fantastičnih napovedi splošne teorije relativnosti - polni delovni čas se ustavi na zelo močnem področju. Čas upočasnitve je večji, močnejši. Čas upočasnitve se kaže v gravitacijskem odboru rdeče svetlobe: močnejši, večja, povečanje valovne dolžine in njena frekvenca se zmanjša. Pod določenimi pogoji lahko valovna dolžina hiti na neskončnost, njena frekvenca pa je nič.

S svetlobo, ki ga oddaja sonce, se lahko zgodi, če je naš sijaj nenadoma potonil in se obrnil v kroglo s polmerom 3 km ali manj (sončni polmer je 700.000 km). Zaradi te stiskanja, sila na površini, iz katere prihaja svetloba, se bo povečala tako, da bo gravitacijski rdeči premik res neskončen. Sonce bo postalo nevidno, nobenega fotona ne bo odletel iz svojih meja.

Takoj recimo, da se s soncem ne bo nikoli zgodilo. Ob koncu svojega obstoja, v več milijardah letih, bo doživela veliko transformacij, njena osrednja regija se lahko bistveno skrči, vendar še vedno ni toliko. Toda druge zvezde, katerih mase so tri ali več od mase sonca, na koncu svojega življenja, resnično doživljajo, najverjetneje hitre katastrofalne kompresije pod delovanjem lastne teže. To jih bo vodilo v stanje črne luknje.

Črna luknja - to je fizično telo, ki ustvarja tako močno težo, da se lahko rdeči premik za svetlobo, ki se oddaja blizu njega, kontaktira neskončnost. Če želite narediti črno luknjo, je treba telo stisnemo na polmer, ki ne presega telesne teže razmerja na maso sonca, pomnožene s 3 km. Ta kritična vrednost polmera se imenuje gravitacijski polmer Telo.

Fizicisti in astronomi so povsem prepričani, da obstajajo črne luknje v naravi, čeprav jih še vedno ni bilo mogoče zaznati. Težave astronomskih iskanj so povezane z naravo teh nenavadnih predmetov. Konec koncev, preprosto niso vidni, saj ne bodo sijali, ne bodo oddajali ničesar v vesolje in zato v celotnem pomenu besede so črna. Samo za številne posredne znake je mogoče upati, da opazimo črno luknjo, na primer v sistemu dvojne zvezde, kjer bi bil njegov partner navadna zvezda. Iz opazovanj vidne zvezde na splošnem področju, lahko tak par ocenjuje masa nevidne zvezde, in če ta vrednost presega maso sonca v treh ali večkrat, bo mogoče reči, da so našli črna luknja. Zdaj obstaja več dobro preučevanih sistemov z dvojnimi zvezdicami, v katerih je masa nevidnega partnerja ocenjena na 5-8 mase sonca. Najverjetneje je to črne luknje, astronomi pred pojasnim te ocene raje imenujejo te predmete s kandidati za črne luknje.

Gravitacijska upočasnitev v času, meritvam in pričanju, katerih služi rdečega premika, zelo pomembno v bližini nevtronskih zvezd, in v gravitacijskem polmeru črne luknje je tako velik ta čas, od vidika zunanjega opazovalca, preprosto zamrzne. Za telo, ki pade na polje črne luknje z maso, ki je enaka tri mase sonca, padajo iz razdalje 1 milijona km do gravitacijskega polmera, traja le približno eno uro. Toda z uro, ki bo oddaljena od črne luknje, se prosti padec telesa v svojem polju v času razteza v neskončnosti. Bolj incident bo približal gravitacijski radij, bolj upočasnitev tega leta bo predstavljen oddaljenemu opazovalcu. Telo, ki ga je opazilo od daleč, se bo neskončno približalo gravitacijski radiju in ga nikoli ne doseže. In na določeni razdalji od tega polmera, telo je za vedno zamrznitev - za zunanjega opazovalca, čas ustavi, tako kot zamrznjeni trenutek padca je viden na postanko okvir.

Ideje o oblikovanju prostora in časa v teoriji relativnosti Einsteina so danes najbolj dosledne. Vendar so makroskopski, saj se zanašajo na izkušnje študije makroskopskih predmetov, dolgih razdalj in velikih časovnih domov. Pri gradnji teorij, ki opisujejo pojave mikrovalovnega sveta, je bila ta geometrijska slika, ki vključuje kontinuiteto prostora in časa (vesoljski kontinuum), prenesena na novo območje brez kakršnih koli sprememb. Eksperimentalni podatki v nasprotju z uporabo teorije relativnosti v mikroworld še ni. Toda zelo razvoj kvantnih teorij lahko zahteva revizijo idej o fizičnem prostoru in času.

Nekateri znanstveniki govorijo o možnosti obstoja kvantnega prostora, temeljne dolžine L. injiciranje tega koncepta, znanost se bo lahko izognila veliko težav sodobnih kvantnih teorij. Če se obstoj te dolžine potrdi, bo postala druga temeljna konstanta v fiziki. Iz obstoja vesoljskega kvantka sledi tudi obstoj kvantnega časa, ki je enak L / C, ki omejuje točnost določanja časovnih intervalov.

Splošna teorija relativnosti meni, da ne-veterinarski referenčni sistemi in odobri možnost njihove identifikacije z inertionom (če je področje gravitacije). Einstein formulira bistvo glavnega načela te teorije, kot sledi: "Vsi referenčni sistemi so enakovredni opisu narave (oblikovanje splošnih zakonov), v katerem stanju gibanja niso bili." Natančneje, splošno načelo relativnosti kaže, da je vsaka zakonodaja fizike prav tako resnična in se uporablja v ne-inernih referenčnih sistemih v prisotnosti težišča, in v inercialnih referenčnih sistemih, vendar v odsotnosti.

Posledice splošne teorije relativnosti:

1. Enakost inertne in gravitacijske mase je eden od pomembnih rezultatov OTO, ki obravnava enako vse referenčne sisteme, in ne le inercialne.

2. Ukrivljena žarek svetlobe na polju označuje, da hitrost svetlobe v takem polju ne more biti konstantna, vendar se spreminja v smeri enega kraja na drugo.

3. Zavrtite eliptično orbito planetov, ki se gibljejo po soncu (na primer, živo srebro - 43 ° v stoletju).

4. Čas upočasnitve na področju masivnih ali super-občutljivih teles.

5. Spreminjanje frekvence svetlobe, ko se premika v gravitacijskem polju.

Najpomembnejši rezultat je vzpostavitev odvisnosti prostorskih časovnih lastnosti okoliškega sveta z lokacije in gostote množic.

Skratka, ugotovimo, da so številni zaključki splošne teorije relativnosti kvalitativno drugačen od zaključkov newtona teže teže. Najpomembnejši od njih so povezani z obstojem črnih lukenj, singularnosti prostora-časa (mesta, kjer je formalno, na teoriji, obstoj delcev in polj v običajni obliki, ki so nam znane) in s prisotnostjo gravitacijskih valov ( gravitacijsko sevanje). Omejitve splošne teorije teže Einsteina so posledica dejstva, da ta teorija ni kvantna; In gravitacijski valovi se lahko štejejo za tok določenih kvantnih - gravitonov.

Ni bilo drugih omejitev glede uporabnosti teorije relativnosti, čeprav je bila večkrat izrazila predpostavke, da na zelo nizkih razdaljah koncept točke točkovnega dogodka torej in teorija relativnosti se ne uporablja. Sodobne kvantne teorije temeljnih interakcij (elektromagnetne, šibke in močne interakcije) temeljijo na geometriji vesoljske teorije relativnosti. Od teh teorij z najvišjo natančnostjo kvantni elektrodinamiki leptonov. Poskusi, ki se uporabljajo za utemeljitev teorije relativnosti v prvih desetletjih svojega obstoja, večkrat večkrat ponovili z visoko natančnostjo. Zdaj so takšni poskusi večinoma zgodovinski interes, saj je glavna paleta potrditve splošne teorije relativnosti podatke v zvezi z interakcijami relativističnih elementarnih delcev.

Rečeno je, da je vpogled prišel v Albert Einstein v trenutku. Znanstvenik je domnevno jahal na tramvaju Bernouja (Švica), ki je pogledal na uličnih urah in nenadoma spoznal, da če je bil Tram zdaj sprejet s hitrostjo sveta, potem bi se ta ura ustavila - in čas bi Ne bodi okoli. To ga je pripeljalo do oblikovanja enega od osrednjih postulatov relativnosti - da različni opazovalci dojemajo veljavnost na različne načine, vključno s takšnimi temeljnimi vrednotami kot razdaljo in čas.

Govorjenje z znanstvenim jezikom, na ta dan je Einstein spoznal, da je opis katerega koli fizičnega dogodka ali pojava odvisen od referenčni sistemiv katerem se nahaja opazovalec. Če potniški tramvaj, na primer, pade kozarce, nato pa za njo bodo padejo navpično navzdol, in za pešce, ki stoji na ulici, bo očala padla čez parabola, kot se premakne tramvaj. Vsak ima svoj referenčni sistem.

Čeprav se opisi dogodkov med prehodom iz enega referenčnega sistema na drugo spreminjajo, obstajajo tudi univerzalne stvari, ki ostanejo nespremenjene. Če namesto opisa padajočih točk postavlja vprašanje o naravi, ki povzroča njihov padec, bo odgovor na to enak za opazovalca v mirujočem koordinatnem sistemu, in za opazovalca v koordinatnem sistemu. Zakon porazdeljenega gibanja prav tako deluje na ulici in v tramvaju. Z drugimi besedami, medtem ko je opis dogodkov odvisen od opazovalca, zakoni narave niso odvisni od tega, to je, kot je običajno govoriti v znanstvenem jeziku, so invariant.To je načelo relativnosti.

Kot vsaka hipoteza je treba preveriti načelo relativnosti s korelacijo z resničnimi naravnimi pojavi. Načelo relativnosti je Einstein prinesel dve ločeni (čeprav so bili povezani) teorije. Posebna ali zasebna, teorija relativnosti Izhaja iz položaja, da so zakoni narave sami za vse referenčne sisteme, ki se gibljejo pri stalni hitrosti. Splošna teorija relativnostirazdeli to načelo na vsakem referenčnem sistemu, vključno s tistimi, ki se premikajo s pospeševanjem. Posebna teorija relativnosti je bila objavljena leta 1905, splošna teorija relativnosti pa je bila bolj zapletena z vidika matematičnega aparata, ki ga je Einstein zaključil do leta 1916.

Posebna teorija relativnosti

Večina paradoksalnih in v nasprotju z intuitivnimi idejami o svetu učinkov, ki nastanejo pri vožnji s hitrostjo blizu hitrosti svetlobe, je natančno predvidena posebna teorija relativnosti. Najbolj znani od njih je učinek upočasnjevanja ur, ali učinek upočasnitve časa. Watch se giblje glede na opazovalca, ki je počasnejša od točno iste ure v rokah.

Čas v koordinatnem sistemu, ki se giblje s hitrostjo blizu hitrosti svetlobe, glede na raztezanje opazovalca, in prostorsko dolžino (dolžina) predmetov vzdolž osi smeri gibanja - nasprotno, je stisnjen. Ta učinek je znan kot lorentz fitzgerald., Je bila leta 1889 opisana irski fizik George Fitzgerald, 1851-1901 in ga je leta 1892 dopolnil Nizozemci Handricka Lorenza (Hendrick Lorentz, 1853-1928). Zmanjšanje lorentz-fitzgerald pojasnjuje, zakaj je izkušnja Michelson-Morley pri določanju hitrosti zemeljskega gibanja v vesolju z meritvami "esencialnega vetra" dala negativen rezultat. Kasneje je Einstein te enačba vključil v posebno teorijo relativnosti in dopolnila svojo podobno formulo za pretvorbo za maso, v skladu s katerim se telesna teža poveča, saj se telesna teža približuje hitrost svetlobe. Tako se bo s hitrostjo 260.000 km / s (87% hitrosti svetlobe) masa objekta z vidika opazovalca, ki se nahaja v referenčnem sistemu Restring, podvojila.

Ker Einstein, vse te napovedi, kot da je protislovni zdrav razum, se zdeli v celoti in neposredno eksperimentalno potrditev. V enem od najpomembnejših poskusov, učenjaki Univerze v Michiganu ultra-natančno atomsko uro na krovu Airliner, ki je imel redne čezatlantske lete, in po vrnitvi na letališče, je bila njihova pričanje zvit. Izkazalo se je, da je ura na ravnini postopoma zaostajala za kontrolniki vedno več (če je, da jo lahko postavite, ko govorimo o frakcijah drugega). Zadnjih pol stoletja, znanstveniki raziskujejo osnovne delce na velikih kompleksih strojne opreme, ki se imenujejo pospeševalniki. V njih se snopi napolnjenih subatomskih delcev (kot so protoni in elektroni) pospešijo do hitrosti blizu hitrosti svetlobe, potem so različni jedrski cilji čiste. V takih poskusih morajo pospeševalniki upoštevati povečanje mase pospešenih delcev - sicer rezultati eksperimenta preprosto ne bodo podlegli razumni razlagi. In v tem smislu je posebna teorija relativnosti že dolgo prenesena iz odvajanja hipotetičnih teorij na območje uporabnih inženirskih orodij, ki se uporablja na par z zakoni Newtonove mehanike.

Vračanje v Newtonove zakone, ki bi rad ugotovil, da posebna teorija relativnosti, čeprav je zunaj nasprotju z zakoni klasične newtonske mehanike, v resnici skoraj natančno reproducira vse običajne enačbe Newtonove zakone, če se uporablja za opis telesa, ki se gibljejo s hitrostjo, bistveno manj kot hitrost svetlobe. To pomeni, da posebna teorija relativnosti ne prekliče Newtona Fizika, ampak se širi in dopolnjuje.

Načelo relativnosti prav tako pomaga razumeti, zakaj je hitrost svetlobe, in ne druga druga, igra tako pomembno vlogo v tem modelu strukture sveta - to vprašanje se zahteva mnogi od tistih, ki so najprej naleteli na teorijo Relativnost. Hitrost svetlobe izstopa in igra posebno vlogo univerzalne konstante, ker je določena z naravoslovnim pravom. Na podlagi načela relativnosti, hitrost svetlobe v vakuumu c. Enako v katerem koli referenčnem sistemu. Zdelo se je, da je v nasprotju z zdravim razumom, ker se izkaže, da svetloba iz gibljivega vira (s katero koli hitrostjo, ki jo je premaknila) in pride na opazovalca ob istem času. Vendar je to tako.

Zaradi posebne vloge v zakonodaji narave hitrost svetlobe zavzema osrednje mesto in v splošni teoriji relativnosti.

Splošna teorija relativnosti

Splošna teorija relativnosti se uporablja za vse referenčne sisteme (in ne le se gibljejo s stalno hitrostjo glede na drug drugega) in izgleda matematično veliko težjih od posebnega (kot razdalja enajstih let je posledica njihove objave). Vključuje poseben primer posebne teorije relativnosti (in posledično, Newtonov zakoni). Hkrati pa splošna teorija relativnosti poteka veliko dlje kot vsi njegovi predhodniki. Zlasti daje novo razlago teže.

Splošna teorija relativnosti je svetovna štiridimenzionalna: čas se doda tri prostorske razsežnosti. Vse štiri dimenzije so neločljive, zato ne gre za prostorsko razdaljo med dvema predmeti, kot se odvija v tridimenzionalnem svetu, vendar o presledkih med dogodki, ki združujejo svojo oddaljenost drug od drugega - tako v času in v prostor. To je prostor in čas, ki se štejejo kot štiridimenzionalni kontinuum prostorskega časa ali, preprosto, prostor-čas. V tem kontinuumu, lahko opazovalci, ki se gibljejo med seboj, celo verjamejo, ali sta se dva dogodka pojavila hkrati - ali ena pred drugo. Na srečo za naš slab um, pred kršitvijo vzročnih odnosov, zadeva ne doseže - to je obstoj koordinatnih sistemov, v katerih dva dogodka ne pride v istem času v različnih sekvencah, tudi celotna teorija relativnosti ne dovoljuje.

Pool of World Newton nam pove, da obstaja moč medsebojne privlačnosti med vsemi organi v vesolju. S tega vidika se zemlja vrti okoli sonca, saj sile vzajemne privlačnosti med njimi. Celotna teorija relativnosti pa nas drugače pogledamo na ta pojav. V skladu s to teorijo, resnost je posledica deformacije ("ukrivljenost") elastičnega tkiva prostora-časa pod vplivom mase (z močnejšim telesom, na primer sonce, močnejši prostor-čas se začne «pod to in bolj, njeno gravitacijsko polje). Predstavljajte si tisto nasedlo krpo (nekakšen trampolin), ki je postavljena masivna žoga. Platno se deformira z maso žoge, cvet v obliki lijaka se oblikuje okoli njega. Po splošni teoriji relativnosti se zemlja obrne okoli sonca, kot je majhna žoga, brušena vožnja po stožcu lijaka, ki je nastala kot posledica "zaposlitvenega" prostora prostora s težkim balonom - sonce. Dejstvo, da se nam zdi, da je moč gravitacije pravzaprav, pravzaprav zgolj zunanja manifestacija ukrivljenosti prostora-časa, in sploh sploh v newtonski razumevanju sploh. Do danes, najboljša razlaga narave gravitacije, ki nam daje splošno teorijo relativnosti, ki ni mogoče najti.

Težko je preveriti splošno teorijo relativnosti, saj v običajnih laboratorijskih pogojih njegovi rezultati skoraj popolnoma sovpadajo z dejstvom, da napoveduje zakon Newtona globalnega. Kljub temu je bilo proizvedenih več pomembnih poskusov, njihovi rezultati pa omogočajo, da preučijo teorijo potrjeno. Poleg tega splošna teorija relativnosti pomaga pojasniti pojave, ki jih opazujemo v vesolju - na primer, manjša odstopanja živega srebra iz stacionarne orbite, nerazložljivo z vidika Newtonove klasične mehanike, ali ukrivljenost elektromagnetnega sevanja oddaljenega zvezde, ko gre v neposredni bližini sonca.

Pravzaprav so rezultati, ki napovedujejo celotno teorijo relativnosti, opazno razlikujejo od rezultatov, ki jih predvideva Newtonove zakone, le v prisotnosti nadrejenih gravitacijskih polj. To pomeni, da za popolno preverjanje celotne teorije relativnosti, ultra-merjenje meritev zelo množičnih predmetov ali črnih lukenj, na katere se ne uporabljajo nobene običajne intuitivne ideje. Zato je razvoj novih eksperimentalnih metod za preverjanje teorije relativnosti ostaja ena najpomembnejših nalog eksperimentalne fizike.

Oto in RTH: Nekateri poudarki

1. V številnih knjigah - monografijah, učbenikih in priljubljenih znanstvenih publikacijah, kot tudi v različnih vrstah člankov, so bralci navajeni, da vidijo omembo splošne teorije relativnosti (od) kot enega od največjih dosežkov našega stoletja, o tem Čudovita teorija, o nepogrešljivih orodij sodobne fizike in astronomije. Medtem, iz člena A. A. Logunov, se naučijo, da je po njegovem mnenju potrebno zavrniti, da je to slaba, nedosledna in protislovna. Zato je glede na zamenjavo neke druge teorije in, ki ga je posebej zgradil A. A. Logungov in njegovi zaposleni v relativistični teoriji teže (RTG).

Je taka možna situacija, ko se mnogi motijo \u200b\u200bpri vrednotenju od obstoječega in preučevanega že več kot 70 let, in le nekaj ljudi, ki jih je vodil A. A. Logungov res ugotovil, da ga je treba zavreči? Večina bralcev čaka na odgovor: to je nemogoče. Pravzaprav lahko odgovorim le na nasprotni način: in "tak" načeloma morda ne gre za vero, ampak o znanosti.

Ustanovitelji in preroki različnih religij in glagolov so ustvarili in ustvarili svoje "svete knjige", katere vsebina je razglašena za resnico v zadnjem primeru. Če bi nekdo dvomil, mu slabše, postane heretik s posledicami, ki se pojavljajo tukaj, pogosto celo krvavi. In bolje je, da sploh ne razmišljamo, ampak da bi verjeli, po znameniti formuli enega od cerkvenih voditeljev: "Verjamem, da smešno." Znanstveni svet na svetu je radikalno nasproti: ne zahteva ničesar, da bi vzel vero, vam omogoča dvom v vse, ne prepozna dogme. Pod vplivom novih dejstev in premislekov, to ni le mogoče, vendar je potrebno, če je to upravičeno, da spremeni svoje stališče, da nadomešča nepopolna teorija bolj popolna ali, recimo, nekako generalizirati staro teorijo. Podobne razmere in v zvezi z osebnostjo. Ustanovitelji veroizpovedi se štejejo za nezmotljive in na primer katoličani celo živa oseba - "vladanje" papežu - deklarirano nezmotljivo. Znanost ne pozna redkega. Velik, včasih celo izjemno, spoštovanje, kateri fiziki (bodo govoriti o fizikih) doživljajo velike predstavnike svojega poklica, zlasti takih titanov, kot je Isaac Newton in Albert Einstein, nima nič opraviti s kanonizacijo svetnikov, z dezifikacijo. Veliki fiziki so ljudje, vsi ljudje pa imajo svoje slabosti. Če govorimo o znanosti, ki nas samo zanima, potem pa največji fiziki še zdaleč niso vedno in ne v vsem, kar so imeli prav, spoštovanje do njih in priznanje njihovih zaslug ne temelji na nezmožnosti, ampak na dejstvo, da so Uspelo je obogatiti znanosti čudovitih dosežkov, glej in globlje s svojimi sodobniki.

2. Zdaj je treba upoštevati zahteve za temeljne fizične teorije. Prvič, taka teorija mora biti popolna na področju njegove uporabnosti, ali, kot lahko govorim pogojno za kratko, mora biti dosledna. Drugič, fizična teorija bi morala biti primerna za fizično resničnost, ali pa je bolj preprosto usklajena s poskusi in opazovanji. Lahko bi omenili druge zahteve, predvsem skladnost z zakoni in pravili matematike, vendar je vse to pomenilo.

Razložimo primer klasične, nerativistične mehanike - Newtonova mehanizacija, ki se uporablja na najpreprostejših načeloma problema gibanja nekaterih delcev "točke". Kot veste, lahko vloga takšnega delca v nalogah nebeške mehanike igra celoten planet ali satelit. Naj se trenutno t 0. Delec je na mestu A. S koordinatami x ia.(t 0.) in ima hitrost v IA.(t 0.) (tukaj. jAZ. \u003d L, 2, 3 za položaj točke v prostoru je značilna tri koordinate, hitrost pa je vektor). Potem, če je vsa moč, ki delujejo na delcu, vam zakoni mehanike omogočajo, da določite situacijo B. in hitrost delcev v JAZ. V vsakem naslednjem trenutku t.to je, poiščite povsem določene vrednosti x ib.(t.) in V. IB.(t.). In kaj bi se zgodilo, če bi bili uporabljeni zakoni mehanike, niso dali nedvoumnega odgovora in, recimo, v našem primeru je napovedala, da je delček trenutno t. lahko bodisi na točki B.ali v popolnoma drugačni točki C.? Jasno je, da bi bila taka klasična (neakladna) teorija nepopolna, ali, v skladu z omenjeno terminologijo, nedosledno. Ona bi bilo treba dopolniti, zaradi česar je nedvoumno, ali zavreči. Newtonova mehanizacija, kot je navedena, je dosledno - vprašanja na področju njene pristojnosti in uporabnosti, daje nedvoumne in dobro opredeljene odgovore. Izpolnjuje mehaniko Newtona in druga omenjena zahteva - rezultati, pridobljeni na njem (in zlasti koordinatne vrednosti x I.(t.) in hitrost v JAZ. (t.)) V skladu s pripombami in poskusi. Zato je vsa nebeška mehanizacija - opis gibanja planetov in njihovih satelitov - do konca časa, in s polnim uspehom, na newtonski mehaniki.

3. Leta 1859 je Levier ugotovil, da je gibanje, ki je najbližje soncu planetu - živo srebro nekoliko drugačen od predviden mehanike Newtona. Posebej je bilo, da je perihelium točka eliptične orbite planeta, ki je najbližja soncu - obrne na kotno hitrost pri 43 kotnih sekundah v stoletju, ki se razlikuje od tistega, ki ga je treba pričakovati pri upoštevanju vseh znanih motnje drugih planetov in njihovih satelitov. Še prej se je vzvod in Adams soočal s podobnim, v resnici, razmere pri analiziranju gibanja urana - je na planetu najbolj oddaljen od sonca iz vsega, ki je v tem času. In ugotovili so razlago za diskrecijsko pravico računalništva s pripombami, kar kaže, da je vplival še bolj oddaljeni planet, ki ga je vplivalo uran gibanje, imenovan Neptun. Leta 1846 je bil Neptun res odkrit na napovedanem mestu, ta dogodek pa je zaslužen, da je zmagoslaven newtonski mehaniki. Zelo naravno je, da je vzgojitelj poskušal pojasniti in omenil anomalijo v gibanju živega srebra z obstojem neznanega planeta - v tem primeru, določen planet vulkan, ki se še bolj približal soncu. Toda drugič, "Focus ni uspelo" - brez vulkana obstaja. Potem so začeli, da bi spremenili newtonski svet svetovne rasti, v skladu s katerim gravitacijska sila pri uporabi sonca - planet se razlikuje po zakonu

kjer je ε majhna količina. Mimogrede, se uporablja podoben sprejem (čeprav brez uspeha) in danes razložiti nekaj nejasnih vprašanj astronomije (govorimo o problemu skrite mase; glejte na primer, navedeno pod avtorjevo knjigo »na fiziki in Astrofizika ", str. 148. Toda da je hipoteza bruto v teorijo, je treba nadaljevati z nekaterimi načeli, navesti vrednost parametra ε, zgraditi serijsko teoretično shemo. To ni bilo nikomur in vprašanje obračanja živega srebra Perihelia je ostalo odprto do leta 1915. Takrat je bila na višini prve svetovne vojne, ko je bilo le nekaj ljudi zainteresiranih za abstraktne probleme fizike in astronomije, je Einstein zaključil (po približno 8 letih stresnega napora), ustvarjanje splošne teorije relativnosti. Osvetljena je ta zadnji fazi v gradnji temeljev OTO je bila v treh kratkih izdelkih, sporočenih in napisanih novembra 1915. V drugem, sporočeno 11. novembra, Einstein na podlagi OTO izračuna dodatno v primerjavi z Newtonian Rotate Perigelia Merkur, ki se je izkazalo, da je enaka (v radianih za en promet planeta okoli sonca)

in c. \u003d 3 · 10 10 cm · C -1 - hitrost svetlobe. Pri prehodu na zadnji izraz (1) je bil uporabljen tretji zakon Keplerja

a. 3 =	Gm. ☼	T. 2
	4π 2.

kje T. - obdobje pretvorbe planeta. Če je v formuli (1) nadomestilo najboljše znane vrednosti vseh vrednosti, kot tudi za izdelavo osnovnih preračunamo od radianov za promet, da se obrnejo v kotne sekund (znak ") v stoletju, potem bomo prišli do vrednosti ψ \u003d 42 ".98 / stoletja. Opazovanja se zbližajo s tem rezultatom, s točnostjo, doseženo zdaj približno ± 0 ".1 / stoletja (Einstein v svojem prvem delu, ki je bila uporabljena manj natančne podatke, vendar v napakah je prejela popolno soglasje teorije s pripombami). Formula (1) je navedena zgoraj, prvič, njegova preprostost je jasna, tako pogosto manjkajo v matematično zapletenih fizičnih teorijah, vključno v mnogih primerih in v OTO. Drugič, to je glavna stvar, od (1) je jasno, da rotacija perigelija sledi OTO, ne da bi bilo treba pritegniti nove neznane trajne ali parametrov. Zato je rezultat, ki ga je prejel Einstein, postal resničen zmagovalec OTO.

V najboljšem primeru znane biografije Einsteina govori in utemeljuje mnenje, da je bila razlaga obračanja perieglevega živega srebra "najmočnejši čustveni dogodek za celotno znanstveno življenje Einsteina in morda v celotnem življenju." Da, bila je "zvezda ura" Einstein. Ampak to je zase. Iz več razlogov (dovolj je omeniti vojno) za pravico do dostopa do svetovne arene, tako te teorije in njegovega ustvarjalca "zvezda-ura" postala drug dogodek, ki se je zgodilo 4 leta kasneje - leta 1919. Dejstvo je, da je to V istem delu, v katerem je bila pridobljena formula (1), je Einstein pomembno napoved: žarki svetlobe, ki so potekali blizu sonca, so dolžni ukriviti, in njihovo odstopanje mora biti

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

(2)

kje r. - bližnja razdalja med žarkom in središčem sonca, in r. ☼ \u003d 6,96 · 10 10 cm - polmer sonca (natančneje, polmer sončne fotosfere); Tako je največje odstopanje, ki ga je mogoče opaziti, je 1,75 kotne sekunde. Ne glede na to, koliko kota (o tem kotu je odrasla oseba, ki je vidna od razdalje 200 km), se lahko takrat izmeri že takrat optično metodo s fotografiranjem zvezde na nebu v okolici sonca. Takšne pripombe so bile proizvedene z dvema angleškima ekspedicijama med celotnim sončnim mrkom 29. maja 1919. Učinek sevalnih odstopanj na sončno polje je bil nameščen z vsemi gotovostjo in je v soglasju s formulo (2), čeprav je bila točnost meritev zaradi učinka učinka majhna. Vendar pa je odstopanje dvakrat manjše kot v skladu z (2), t.e. na 0.87, je bila izključena. Slednje je zelo pomembno, ker je odstopanje 0 ".87 (ko r. = r. ☼) je že mogoče pridobiti iz Newtonov teorije (možnost odstopanja svetlobe v gravitacijskem polju, ki je bil opažen še Newton, in izraz za kot odstopanja, dvakrat manjši od po formuli (2), je bil Pridobljeno leta 1801; druga stvar je, da je bila ta napoved pozabljena in Einstein ni vedel o njem). 6. novembra 1919 so bili rezultati ekspedicij poročali v Londonu na skupnem zasedanju kraljeve družbe in kraljevega astronomskega društva. Kaj so navdušili, iz tega, kar je J.J. Thomson na tem srečanju dejal: "To je najpomembnejši rezultat, pridobljen v povezavi s teorijo gravitacije, saj Newtonov časi ... predstavlja enega največjih dosežkov človeške misli."

Učinki iz sončnega sistema, kot smo videli, zelo majhen. To je pojasnjeno z dejstvom, da je gravitacijsko področje sonca (da ne omenjamo planetov) je šibka. Slednji pomeni, da je newtonski gravitacijski potencial sonca

Spomnimo zdaj rezultat, ki je znan iz šolske potek fizike: za krožne orbite planete | φ ☼ | \u003d V 2, kjer je v hitrost planeta. Zato je mogoče šibkost gravitacijskega polja značilen z bolj vizualnim parametrom V 2 / c. 2, ki je za solarni sistem, kot smo videli, ne presega vrednosti 2,12 · 10 - 6. Na Zemlji orbita V \u003d 3 · 10 6 cm · C - 1 in V2 / c. 2 \u003d 10 - 8, za bližnje satelite Zemlje, v ~ 8 · 10 5 cm · C - 1 in V2 / c. 2 ~ 7 · 10 - 10. Zato preverjanje omenjenih učinkov učinkov celo s točnostjo 0,1%, ki je zdaj doseženo, torej z napako, ki ne presega 10 - 3 iz izmerjene vrednosti (recimo, odstopanja svetlobnih žarkov na sončnem polju), ne še ne dovolite celovito preverite od naročila

O meritvah z želeno natančnostjo, recimo, lahko odstopanja žarkov znotraj sončnega sistema sanjajo le. Vendar pa so projekti ustreznih poskusov že obravnavani. V zvezi z zapleteno fiziko in pravijo, da se od testirajo predvsem za šibko gravitacijsko polje. Ampak mi (v vsakem primeru) nekako ne opazil nobenega pomembne okoliščine za dolgo časa. Bila je po začetku 4. oktobra 1957 prvega satelita Zemlje, se je vesoljska navigacija začela hitro razvijati. Za pristajalne naprave na Marsu in Veneri, s pomeščanjem v bližini Phobosa, itd je že treba izračunati natančnosti za metre (z razdaljami od Zemlje od vrstnega reda sto milijard metrov), ko so učinki OTO precej pomembni . Zato so izračuni zdaj potekajo na podlagi računalniških shem, ki jih organično upoštevajo. Spomnim se, kako pred nekaj leti en govornik - specialist za vesoljsko navigacijo - sploh ni razumel mojih vprašanj o natančnosti preverjanja od. On je odgovoril: Upoštevamo iz naših inženirskih izračunov, sicer je nemogoče delati, vse se izkaže pravilno, kaj še želite? Možno je, da je mogoče, seveda, veliko, vendar pozabite, da abstraktna teorija ni več abstraktna, vendar se ne uporablja tudi z "inženirskimi izračuni", preveč.

4. V luči opisanega kritika, iz A. A. Logunov, se zdi še posebej neverjetno. Toda v skladu s tistimi, ki so na začetku tega člena rekli, je to nemogoče omeniti to kritiko brez analize. Še bolj nemogoče, je nemogoče izraziti sodbo o RTG, ki ga je predlagal A. Logunov, relativistična teorija teže.

Na žalost, je absolutno nemogoče izvesti takšno analizo na straneh znanstvenih in priljubljenih publikacij. V svojem članku A. A. Logungov, v bistvu, samo izjavi in \u200b\u200bpripombe na svojem položaju. Ne morem priti ven tukaj in jaz.

Torej, verjamemo, da je OTO dosledna fizična teorija - vse je prav in jasno določena vprašanja, ki so dovoljena na področju njegove uporabnosti, oziroma daje nedvoumni odgovor (zlasti se nanaša zlasti na zamudo signalov med lokacijo planeti). Ne trpi zaradi matematičnih ali logičnih napak. Vendar je treba pojasniti, da je to potrebno, ko uporabljamo zaimek "Mi". "Mi" smo, seveda, jaz, ampak tudi vse tiste sovjetske in tuje fizike, s katerimi sem moral razpravljati, in v nekaterih primerih, ko kritika A. A. Logungov. Velika Gliley pred štirimi stoletja je rekla: v zadevah znanosti, mnenje o enem je dražje od mnenj na tisoče. Z drugimi besedami, znanstveni spori niso rešeni z večino glasov. Po drugi strani pa je povsem očitno, da mnenje mnogih fizikov, ki splošno govori, bistveno bolj prepričljivo, ali pa je bolje reči, bolj zanesljivo in tehtanje, mnenja ene fizike. Zato je prehod iz "I" na "" smo pomembno tukaj.

To bo koristno in primerno, upam, da bom naredil nekaj pripomb.

Zakaj A. A. Logunov toliko ne mara? Glavni razlog je, da v OTO, ki na splošno govori, ni koncepta o energiji in zagon v običajnem elektrojbinamiki obrazca in, ki govori z besedami, je zavrnitev "od predstavitve gravitacijskega polja kot klasičnega polja tipa faraday-Maxwell, ki ima dobro opredeljeno gostoto energetsko impulzo. Da, slednji v nekem smislu je res, vendar je razloženo z dejstvom, da "v Riemannian Geometrije na splošno ni potrebne simetrije v zvezi s premiki in obračanjem, to je, da ni ... prostora-časovno gibanje Group. Geometrija istega prostora-časa po OTO je riemannian geometrija. Zato, še posebej, žarki svetlobe odstopajo od ravne črte, mimo ob soncu.

Eden od največjih dosežkov matematike prejšnjega stoletja je bila ustvarjanje in razvoj Lobachevskyja, Boyiai, Gauss, Riemann in njihovih privržencev geometrije ne-otrok. Nato se je pojavilo vprašanje: Kakšna je geometrija fizičnega prostora-časa, v katerem živimo? Kot je bilo omenjeno, v skladu s tem, ta geometrija Nevklidova, Rienava, in ne psevdo-otrok Geometrije Minkowski (o tej geometriji, opisan podrobneje v členu A. A. Logunova). Ta geometrija Minkowskega se je pojavila, lahko rečemo, produkt posebne teorije relativnosti (servisna postaja) in prišel na nadomestitev absolutnega časa in absolutnega prostora Newtona. Zadnji pred začetkom sto leta 1905 je poskušal identificirati z Lorentzovim fiksnim estrom. Toda iz Lorentz etra, kot iz popolnoma fiksnega mehanskega okolja, ker so zavrnili, da vsi poskusi, da opazijo prisotnost tega okolja, niso bili kronali z uspehom (mislim Michelsonove izkušnje in nekatere druge eksperimente). Hipoteza, da je fizični prostor-čas nujno ravno prostor Minkowskega, ki je A. A. Logun sprejet kot temeljnega, je zelo daljnosežen. V smislu je podobno hipotezi o absolutnem prostoru in mehanskem etru in, kot se zdi, da je, ostaja in ostaja popolnoma nepotrebna, dokler ne bodo navedene nobene argumente, ki temeljijo na opazovanjih in poskusih. In taki argumenti so vsaj zdaj popolnoma odsotni. Povezave na analogiji z elektrodinamiko in ideali čudovitih fizikov iz prejšnjega stoletja Faraday in Maxwell Ni prepričljivo v tem pogledu, ne posedujejo.

5. Če govorimo o razlikah med elektromagnetnim poljem in posledično elektrodinamiki in gravitacijskim poljem (ločeno s teorijo takega polja), je treba opozoriti na naslednje. Izbira referenčnega sistema je uničena (na nič) celo lokalno (na majhnem območju), vse elektromagnetno polje ni mogoče. Torej, če je energija gostota elektromagnetnega polja

W. =	E. 2 + H. 2
	8π.

(E. in H. - Napetost električnih in magnetnih polj, oziroma, se razlikuje od nič v nekaterih referenčnih sistemih, se razlikuje od nič in v katerem koli drugem referenčnem sistemu. Gravitacijsko polje, grobo gledano, veliko močnejše je odvisno od izbire referenčnega sistema. Torej, homogeno in stalno gravitacijsko polje (tj., Področje gravitacije, ki povzroča pospeševanje g. Delci, ki so v njem, neodvisni od koordinat in časa), so lahko popolnoma "uničeni" (obratno do nič) s prehodom na enotno pospešeni referenčni sistem. Ta okoliščina, ki predstavlja osnovno fizično vsebino "načela enakovrednosti", je Einstein v članku objavljen leta 1907 in je bil prvi na poti, da ga ustvari OTO.

Če je gravitacijsko polje odsoten (zlasti pospešek, ki ga povzročajo g. Enako nič), je nič in gostota energije, ki ustreza njemu. Jasno je, da se je v vprašanju gostote energije (in impulza) teorija gravitacijskega področja radikalno razlikujejo od teorije elektromagnetnega polja. Takšna izjava se ne spreminja zaradi dejstva, da v splošnem primeru gravitacijsko polje ne more biti "uničeno" z izbiro referenčnega sistema.

Einstein je razumel pred letom 1915, ko je končala ustvarjanje. Torej, leta 1911, je napisal: "Seveda, je nemogoče zamenjati katero koli področje, da zamenjate sistem sistema brez gravitacijskega polja, tako kot ne morete preoblikovati vseh točk poljubno gibanje okolja do relativistic transformacija. " Toda izvleček iz člena 1914: "Predhodno bomo predhodno naredili še eno opombo za odpravo nesporazuma. Supporter običajne sodobne teorije relativnosti (gre za sto - V. L. G.) Z znanimi pravicami klici na "očitno" hitrost materialne točke. To je, lahko izbere referenčni sistem, tako da ima materialna točka hitrost, ki je enaka nič v sedanjem trenutku. Če obstaja sistem materialnih točk, ki imajo različne hitrosti, ne more več vstopiti takega referenčnega sistema, tako da je hitrost vseh materialnih točk glede na ta sistem nič. Podobno lahko fizik, ki stoji na našem stališča, pokliče "očitno" gravitacijsko področje, saj lahko ustrezna izbira pospeševanja referenčnega sistema doseže, da je na določeni točki prostora prostora, ki se je gravitacijsko polje uporabljalo za nič. Vendar pa je treba omeniti, da je pritožba na nič od gravitacijskega področja s preoblikovanjem v splošnem primeru ni mogoče doseči za razširjena gravitacijska področja. Na primer, gravitacijsko polje Zemlje ni mogoče doseči enake nič, tako da izberete ustrezen referenčni sistem. " Končno, že leta 1916, odgovarjanje na kritiko OTO, Einstein je ponovno poudaril isto stvar: "Nikakor ni mogoče reči, da je področje gravitacije pojasnjeno vsem, kar je daleč čisto kinematično:" Kinematic, ne- Dinamično razumevanje gravitacije je nemogoče. Ne moremo pridobiti nobenega gravitacijskega polja, tako da preprosto pospeši en Galilski koordinatni sistem glede na drugo, saj je ta način mogoče pridobiti polja samo določene strukture, ki pa bi morala spoštovati iste zakone kot vsa druga gravitacijska področja. To je še ena formulacija načela enakovrednosti (zlasti za uporabo tega načela za gravitacijo). "

Nezmožnost "kinematičnega razumevanja" gravitacije v kombinaciji z načelom enakovrednosti in vzrok prehod na Minkowski je geometrija psevdo-otroka v riemannian geometrijo (v tej geometriji, prostor-čas, na splošno, drugačen od ničelne ukrivljenosti; prisotnost takih ukrivljenost in razlikuje "resnično" gravitacijsko polje "kinematic"). Fizične značilnosti gravitacijskega polja se določijo, ponovi in \u200b\u200bradikalno spremembo vlogi energije in impulz v OTO v primerjavi z elektrodinamiko. Hkrati, tako uporaba riemannian geometrije in nezmožnost uporabe energetskih predstavništev, ki so znane iz elektrodinamike, ne ovirajo, kot je bilo že poudarjeno zgoraj, je dejstvo, da se popolnoma nedvoumne vrednosti za vse opažene vrednosti lahko izračunamo iz in lahko izračunati (kot odstopanja svetlobnih žarkov, spremembe orbit v planetih in dvojnih pulsa, itd.).

Verjetno bo vredno omeniti, da je dejstvo, da je iz elektrodinamike mogoče formulirati in v običajnem elektrodinamiki z uporabo koncepta energetsko-impulznega gostote (za to, glej citirani članek z ya. B. Zeldovich in LP Grischuk. Vendar pa je uvedla ta prostor Minkowskega je zgolj izmišljen (nepopustljiv), in govorimo samo o istem OTO, napisanem v nestandardnem obrazcu. Medtem je to ponovljivo, AA Loguns meni, da je Minkovsky pravi fizični prostor, ki ga uporablja v Relativistična teorija gravitacije (RTG) in zato opazovana prostor.

6. V zvezi s tem je druga vprašanja, ki se pojavljajo v naslovu naslova, še posebej pomembna: ali je fizična resničnost odgovorna? Z drugimi besedami, kaj pravijo izkušnje - vrhovni sodnik pri reševanju usode katere koli fizične teorije? Ta problem - eksperimentalni pregled OTO je namenjen številnim člankom in knjigam. Zaključek je popolnoma določen - vse obstoječe eksperimentalne podatke ali opazovanja ali potrjujejo OTO, ali pa ne nasprotuje. Vendar, kot smo že navedli, se preverjanje izvede in se zgodi predvsem na šibkem gravitacijskem področju. Poleg tega ima vsak poskus omejeno natančnost. V hudih gravitacijskih poljih (grobo, v primeru, ko je razmerje | φ | c. 2 ni dovolj; Glej zgoraj) od dovolj popolnoma testiranega. V ta namen je mogoče praktično uporabiti le astronomske metode, ki se nanašajo na zelo oddaljeni prostor: proučevanje nevtronskih zvezd, dvojne pulsa, "črne luknje", širitev in zgradbe vesolja, kot pravijo "v velikih" - na velike prostore, ki merijo milijone in milijarde luč. Veliko v tej smeri je bilo že storjeno in končano. Dovolj je omeniti študije dvojnega PSOR 1913 + 16, za katero (kot na splošno za nevtronske zvezde) parameter | φ | Obisk / c. 2 že približno 0,1. Poleg tega je bilo mogoče v tem primeru ugotoviti učinek naročila (V / c.) 5, povezano z emisijo gravitacijskih valov. V prihodnjih desetletjih je še več priložnosti za preučevanje procesov na močnih gravitacijskih področjih.

Vodnik Star v teh zanimivih raziskavah je prvi od. Ob istem času, so obravnavane tudi nekatere druge možnosti - drugo, saj včasih pravijo, alternativno, teorijo gravitacije. Na primer, v OTO, kot v teoriji World Newton, gravitacijska konstanta G. Dejansko velja za stalno vrednost. Ena izmed najbolj znanih teorij gravitacije, posplošitve (ali natančneje, razširitev) iz, je teorija, v kateri je gravitacijska "konstanta" že obravnavana nova skalarna funkcija - znesek, ki je odvisen od koordinat in časa. Vendar pa opažanja in meritve označujejo, da so možne relativne spremembe G. Sčasoma, zelo majhna - make up, očitno, ne več kot Stamllard na leto, to je, | gD. / dT.| / G. < 10 – 11 год – 1 . Но когда-то в прошлом изменения G. Lahko igrajo vlogo. Upoštevajte, da celo ne glede na vprašanje nemogoče G. Predpostavka obstoja v realnem prostoru, poleg gravitacijskega polja g ik.Tudi nekaj skalarnega polja ψ je smer prtljažnika v sodobni fiziki in kozmologiji. V drugih alternativnih teorijah gravitacij (zanje glej zgoraj navedeno zgoraj navedeno v pojasnilu 8 knjige K. Will) razlikuje ali povzet na drugačen način. Proti ustrezni analizi, seveda, je nemogoče ugovarjati, ker ni dogma, ampak fizična teorija. Poleg tega vemo, da je treba od teorije vhoda, očitno posploševati na kvantno območje, ki še vedno ni na voljo znanim gravitacijskim poskusom. Seveda, ne bomo vse to povedali tukaj.

7. A. A. Logunov, odhod od kritik iz vseh 10 let že gradi nekaj alternative - teorija gravitacije se razlikuje od OTO. Hkrati se je med delom spremenilo veliko, možnost teorije (to je RTG), je posebej podrobno podrobno v članku, ki zavzema približno 150 strani in vsebujejo približno 700 oštevilčenih formul. Očitno je podrobna analiza RTG možna le na straneh znanstvenih revij. Šele po takem razorožitvi lahko rečemo, ali je RTH lahko zaporedno, ali vsebuje matematična protislovja, itd, kolikor sem lahko razumela, se RTG razlikuje od izbire samo dela rešitev OTO - vse rešitve diferencialnega RTG Enačbe izpolnjujejo enačbe, da odobrijo avtorje RTG, ne nasprotno. Hkrati pa obstaja sklep, da v zvezi s svetovnimi vprašanji (rešitve za celoten prostor-čas ali njegova velika območja, topologija itd.) Razlike med RTG in od OTO, na splošno, radikalne. Kar zadeva vse eksperimente in opazovanja, ki se proizvajajo v sončnem sistemu, kolikor razumem, RTG ne more biti v nasprotju z od. Če je tako, je nemogoče raje RTG (v primerjavi z OTO) na podlagi znanih poskusov v sončnem sistemu. Kot je za "črne luknje" in vesolje, avtorji RTH trdijo, da so njihovi sklepi v bistvu drugačen od zaključkov vseh sklepov, vendar nam kakršni koli posebni podatki o opazovanju, ki kažejo v korist RTG, nam niso znani. V takem primeru, RTG AA Logunova (če se RTH resnično razlikuje od bistvu, in ne le z metodo predstavitve in izbire enega od možnih razredov koordinatnih pogojev; glej članek Ya. B. Zeldovich in LP Grischuk) lahko Upoštevati je treba le kot eno od dovoljenih, načeloma alternativnih teorij teže.

Nekateri bralci se lahko izognejo vrstam rezervacij: "Če je tako,", če je RTH res drugačen od OTO. " Ali skušam na ta način zavarovati napake? Ne, ne bojim se, da bi se zmotil že zaradi prepričanja, da obstaja samo eno jamstvo za neruh, da ne delam sploh, in v tem primeru ne razpravljamo o znanstvenih vprašanjih. Druga stvar je, da spoštovanje znanosti, poznavanje njenega značaja in zgodovina spodbuja skrb. Kategorizacija iste izjave ne kaže vedno prisotnosti resnične jasnosti in na splošno ne prispeva k oblikovanju resnice. RH A. A. Logunova v svoji moderni obliki je pred kratkim oblikovana in še ni podrobno obravnavana v znanstveni literaturi. Zato, naravno, nimam končnega mnenja o tem. Poleg tega v znanstvenem in priljubljenem dnevniku ni mogoče razpravljati o številnih nastajajočih vprašanjih in neprimerna. Ob istem času, seveda, zaradi velikega zanimanja bralcev teorije teže, pokritost na cenovno nivoju tega kroga vprašanja, vključno z razpravo, na straneh "znanosti in življenja", se zdi upravičeno.

Torej, vodena z modrim "načelom največjega ugodnega", bi bilo treba RTH obravnavati kot alternativno teorijo težnosti, ki potrebujejo ustrezno analizo in razpravo. Za tiste, ki opravljajo to teorijo (RTH), kot je ta interes, nihče ne deluje (in seveda ne bi smel posegati), da bi ga razvili, da bi ponudili možne načine za eksperimentalno preverjanje.

Hkrati govorimo o tem, kaj je trenutno brez težav, ni razloga. Poleg tega je obseg uporabe zelo širok, njegova natančnost pa je zelo visoka. Po našem mnenju je objektivna ocena obstoječega stanja. Če govorimo o okusih in intuitivnih, in okusih in intuiciji v znanosti igrajo veliko vlogo, čeprav jih ni mogoče nominirati kot dokaz, potem bodo morali iti od "Mi" "" I ". Torej, bolj sem se moral ukvarjati s splošno teorijo relativnosti in kritiko, bolj bom imel vtis o izjemni globini in lepoti.

Dejansko, kot je navedeno v vikendu, je bil kroženje revije "Znanost in življenje" št. 4, 1987 je znašal 3 milijone 475 tisoč izvodov. V zadnjih letih je bil kroženje le nekaj deset tisoč kopij, kar je trajalo 40 tisoč le v letu 2002 (pribl. - A. M. Krain).

Mimogrede, leta 1987, označuje 300 let od prve objave Newtonove velike knjige "Matematični začetek naravne filozofije". Uvod v zgodovino ustvarjanja tega dela, da ne omenjam sebe, zelo poučen. Vendar pa velja za vse dejavnosti Newtona, iz katerih ne-strokovnjaki niso tako enostavni za srečanje. V ta namen lahko priporočam zelo dobro knjigo S. I. Vavilov "Isaac Newton", to bi moralo ponovno natisniti. Naj omenim svoj članek o novinci, ki je bil objavljen v reviji "Fizične vede Usheče", Vol. 151, št. 1, 1987, str. 119.

Podan je obseg vklopa sodobnih meritve (vzvod pa se je pojavil zavoj za 38 sekund). Opozorili bomo na jasnost, da sta sonce in luna vidna od tal pod kotom približno 0,5 kotnih stopinj - 1800 kotnih sekund.

A. Pals "subtil je Gospod ..." Znanost in življenje Albert Einstein. Oxford Univ. Pritisnite, 1982. Priporočljivo bi bilo objaviti ruski prevod te knjige.

Slednje je možno med polnimi sončnimi eclipsi; Fotografiranje istega dela neba, recimo, po šestih mesecih, ko se je sonce preselilo v nebesno sfero, dobimo sliko za primerjavo, ki ga ne izkrivlja deformacija žarkov pod vplivom gravitacijskega polja Sonca.

Za podrobnosti, moram poslati članu ya. B. Zeldovich in LP Grischuk, pred kratkim objavljen v "Uspehi fizičnih znanosti" (Vol. 149, str. 695, 1986), pa tudi na literaturo, Zlasti v členu L. D. Faddeeva ("Uspehi fizičnih znanosti", Vol. 136, str. 435, 1982).

Glej opombo 5.

Glej K. Will. "Teorija in eksperimentiranje v gravitacijski fiziki." M., Energoidat, 1985; Glej tudi V. L. Ginzburg. O fiziki in astrofiziki. M., Znanost, 1985 in literatura je tam pokazala.

A. A. Logunov in M. A. Messyerieshili. "Osnove relativistične teorije gravitacij". Revija "fizika osnovnih delcev in atomsko jedro", Vol. 17, številka 1, 1986

V delih A. A. Logunov Obstajajo tudi druge izjave in prav verjamemo, da je za čas zamujanja signala med lokacijo, recimo, živo srebro iz zemlje, se vrednost razlikuje od naslednjega od naslednjega iz RTG. Natančneje, trditvijo, da OTO ne daje nedvoumno napoved časa zavračanja signalov, to je iz neskladnih (glej zgoraj). Vendar pa je taka ugotovitev, kot se nam zdi, da je plod nesporazuma (to je na primer navedeno, na citiranem članku. B. Zeldovich in LP Grischuk, glej posnetek 5): Različni rezultati v OTO z različnimi Koordinatni sistemi so pridobljeni le zato, ker se v različnih orbitih orbitih primerjajo s prostornimi planeti, in zato imajo drugačna obdobja kroženja okoli Sonca. Opazimo iz zemlje, bočni čas signalov med lokacijo določenega planeta, po OTO in RTH, sovpada.

Glej opombo 5.

Podrobnosti za radovedno

Odstopanje lahkih in radijskih valov na gravitacijskem področju Sonca. Ponavadi kot idealiziran model Sonca, statični sferični simetrični polmer krogla je vzeta. R. ☼ ~ 6.96 · 10 10 cm, masa sonca M. ☼ ~ 1.99 · 10 30 kg (332958-krat več mase zemlje). Odstopanje svetlobe je maksimalno za žarke, ki se komajda dotaknejo sonca, to je z R. ~ R. ☼ in enaka: φ ≈ 1 ".75 (kotne sekunde). Ta kotiček je zelo majhen - odrasla človek je viden pri približno tako kotu od razdalje 200 km, zato je točnost merjenja gravitacijskega žarka, dokler je bila nedavno nizka. Najnovejše optične meritve, izdelane med sončnim mrkom 30. junija 1973, so imele napake v višini približno 10%. Danes, zahvaljujoč pojavom radijskih interferometrov "s super-dolgim \u200b\u200bbazo" (več kot 1000 km), se je natančnost merjenja kotov dramatično povečala. Radijski interferometri vam omogočajo zanesljivo izmerite kotne razdalje in spremembe v kotih naročil 10 do 4 kotne sekunde (~ 1 nanoradian).

Slika prikazuje odstopanje samo enega od žarkov, ki prihajajo iz oddaljenega vira. V resnici sta oba žarnica zavijala.

Gravitacijski potencial

Leta 1687 se je pojavila temeljno delo Newtonove "matematičnega začetka naravne filozofije" (glej "Znanost in življenje" št. 1, 1987), ki ga je oblikoval zakon globalnega. Ta zakon navaja, da je sila privlačnosti med dvema materialnim delcem neposredno sorazmerna z njihovimi masa. M. in m. in obratno sorazmerno s kvadratom razdalje r. Med njimi:

F. = G.	Mm.	.
	r. 2

Koeficient sorazmernosti G. Začel je, da se imenuje gravitacijska konstanta, je treba uskladiti dimenzije v desnem in levi deli Newtona Formule. Še vedno newton z zelo visoko natančnostjo za svoj čas je pokazal to G. - Vrednost je konstantna in zato je zakon odkrito univerzalen.

Dve atraktivni točkovni masi M. in m. Ugotovljeno v Envinovo formulo Newtona. Z drugimi besedami, lahko domnevamo, da služijo kot viri gravitacijskega polja. Vendar pa je v posebnih nalogah, zlasti v nebeški mehaniki, je ena od dveh množic pogosto zelo majhna v primerjavi z drugim. Na primer, masa zemlje M. З ≈ 6 · 10 24 kg veliko manj kot masa Sonca M. ☼ ≈ 2 · 10 30 kg ali, recimo maso satelita m. ≈ 10 3 kg ni pomembno primerjati z zemeljsko maso in zato praktično ne vpliva na gibanje zemlje. Takšno veliko, da se sama ne skrbi gravitacijskega polja, ampak kot da je sonda, na katero se to polje deluje, se imenuje sojenje. (Na enak način v elektrodinamiki, obstaja koncept "preizkusnega dajatve", to pomeni, da pomaga odkriti elektromagnetno polje.) Ker poskusna masa (ali preskušana plačila) prinaša majhen prispevek na polje, Za takšno maso polje postane "zunanji" in lahko označi vrednost, imenovana intenzivnost. V bistvu pospeši prosti padec g. - To je napetost zemeljskega polja. Drugi zakon newtonskih mehanikov je nato enačba gibanja testne mase m.. Na primer, to je tako, da so rešeni izzivi balistike in nebeške mehanike. Upoštevajte, da ima za večino takšnih nalog teorija Newtona in danes zelo zadostna natančnost.

Napetosti, kot tudi sile, je vektor vektorja, ki je v tridimenzionalnem prostoru, je določena s tremi številkami - komponente vzdolž medsebojno pravokotne demarskih osi h., w., z.. Pri spreminjanju koordinatnega sistema - in takšne operacije so pogosto pogoste pri fizikalnih in astronomskih nalogah - devarci vektorskih koordinat se pretvorijo v nekatere, čeprav niso težke, vendar pogosto veliko. Zato bi namesto vektorja intenzivnosti polja primerna za uporabo ustrezne skalarne vrednosti, iz katere bi bila močnostna značilnosti polja - napetost bi bila s pomočjo nekega preprostega recepta. In takšna skalarna vrednost obstaja - se imenuje potencial, prehod na napetost pa se izvaja s preprosto diferenciacijo. Iz tega sledi, da je newtonski gravitacijski potencial, ki ga je ustvarila masa M.Kron

od kod bi morala enakost: φ | \u003d V 2.

V matematiki se Newtonova teorija včasih imenuje "potencialna teorija". Naenkrat je teorija Newtovovega potenciala služila kot model za teorijo električne energije, nato pa so ideje o fizičnem področju, ki so nastale v Maxwell's Electrodinamics, pa je spodbudila nastanek splošne teorije relativnosti Einsteina. Prehod iz relativistične teorije einsteinove teže v zasebni primer teorije Newtonov gravitacije samo ustreza območju majhnih vrednosti brezrazzmernega parametra | φ | Obisk / c. 2 .

Teorijo relativnosti je zastopala Albert Einstein na začetku 20. stoletja. Kaj je njegovo bistvo? Razmislite o vrhuncih in razumljivem jeziku. EXICCATE.

Teorija relativnosti praktično odpravila nedosledna in protislovja fizike 20. stoletja, ki je bila izvedena v korenu, da bi spremenila idejo o strukturi prostora-časa in eksperimentalno potrjena v številnih poskusih in raziskavah.

Tako je Tee padla podlago vseh sodobnih temeljnih fizičnih teorij. V bistvu je to mati sodobne fizike!

Za začetek je treba omeniti, da obstajata 2 teorija relativnosti:

Posebna teorija relativnosti (bencinska postaja) - obravnava fizične procese v enoten premikajoče se predmete.
Splošna teorija relativnosti (OTO) opisuje pospešene predmete in pojasnjuje izvor takega pojava kot težka in obstoja.

Jasno je, da se je sto pojavila prej in v bistvu je del od. O njej in najprej pogovorimo.

Sto preprostih besed

Teorija temelji na načelu relativnosti, po kateri so vsi zakoni narave enaki glede na fiksno in se gibljejo pri stalni hitrosti TEL. In takega navidezno preproste misli izhaja, da je hitrost svetlobe (300.000 m / s v vakuumu) enaka za vsa telesa.

Na primer, zamislite si, da ste dobili vesoljsko plovilo iz oddaljene prihodnosti, ki lahko letijo na ogromno hitrost. Laserska pištola je nameščena na nosu ladje, ki je sposobna fotografirati naprej.

V zvezi z ladjo, taki delci letijo s hitrostjo svetlobe, vendar relativno fiksni opazovalec, bi se zdi, da letijo hitreje, saj sta obe hitrosti povzeti.

Vendar pa se res ne zgodi! Opazovalec tretjih oseb vidi fotone, ki letijo 300.000 m / s, kot da se jim hitrost vesoljskega plovila ni dodala.

Potrebno je, da se spomnite: glede na katero koli telo, hitrost svetlobe bo nespremenjena velikost, ne glede na to, kako hitro se je premaknila.

Iz tega je na voljo neverjetno domišljija, kot je upočasnitev časa, vzdolžno redukcijo in odvisnost telesne mase od hitrosti. Več o najbolj zanimivih posledicah posebne teorije relativnosti, preberite v spodnjem članku.

Bistvo splošne teorije relativnosti (OTO)

Da bi bolje razumeli, moramo ponovno združiti dve dejstvi:

Živimo v štiridimenzionalnem prostoru

Prostor in čas sta manifestacija istega bistva, ki se imenuje "Spatio-začasni kontinum". To je 4-dimenzionalni prostorski čas s koordinatnimi osi X, Y, Z in T.

Mi, ljudje, ne morejo zaznati 4 meritve enako. V bistvu vidimo le projekcije sedanjega štiridimenzionalnega predmeta v prostoru in času.

Zanimivo, teorija relativnosti ne trdi, da se organi spremenijo pri vožnji. 4-dimenzionalni predmeti vedno ostanejo nespremenjeni, vendar se lahko relativni premik njihove projekcije spremeni. In ga zaznamo kot upočasnitev časa, velikost rezanja itd.

Vsi organi padejo na stalno hitrost in ne pospešujejo

Preučimo strašni vidni eksperiment. Predstavljajte si, da vozite v zaprti kabini dvigala in ste v stanju breztežnosti.

To situacijo bi se lahko zgodilo le iz dveh razlogov: bodisi ste v vesolju, ali pa svobodno pade skupaj s kabino pod delovanjem zemeljske gravitacije.

Brez peeping iz kabine, je popolnoma nemogoče razlikovati z dvema od teh primerov. Samo v enem primeru letite enakomerno in v drugem s pospeševanjem. Moraš uganiti!

Morda Albert Einstein sam je razmišljal nad namišljenim dvigalom, in imel je neverjetno misel: če ta dva primera ni mogoče razlikovati, to pomeni, da je padec zaradi gravitacije tudi enotno gibanje. Samo enotno gibanje je v štiridimenzionalni prostorski čas, vendar v prisotnosti množičnih teles (na primer) je ukrivljen in enotno gibanje je predvideno v običajni tridimenzionalni prostor v obliki pospešenega gibanja.

Razmislimo o še en enostavnejši, čeprav ni popolnoma pravilen primer ukrivljenosti dvodimenzionalnega prostora.

Lahko si predstavljate, da vse masivno telo pod njim ustvarja neke oblikovanega lijaka. Potem drugi organi, ki letijo do, ne bodo mogli nadaljevati gibanja v ravni liniji in spremenili svojo pot v skladu z zavojem ukrivljenega prostora.

Mimogrede, če telo ni toliko energije, potem je njeno gibanje na splošno zaprto.

Opozoriti je treba, da z vidika gibljivih teles še naprej se gibljejo v ravni črti, ker nič ne čutijo, da jih postane. Preprosto so prišli v ukrivljen prostor in se ne zavedajo, da imajo posredno pot.

Opozoriti je treba, da se 4 meritve zvijajo, vključno s časom, zato je vredno zdraviti to analogijo.

Tako, v celotni teoriji relativnosti, gravitacija sploh sploh, ampak le posledica ukrivljenosti prostora-časa. Trenutno je ta teorija delovna različica porekla gravitacije in je popolnoma v skladu s poskusi.

Neverjetne posledice

Svetlobni žarki lahko piščajo, blizu masivnih teles. Dejansko obstajajo oddaljeni predmeti v prostoru, ki "skrivajo" po drugih, vendar so svetlobni žarki obdajeni, tako da svetloba pride do nas.

Glede na močnejšo težo, počasnejši čas teče. To dejstvo je treba upoštevati pri delu GPS in GLONASS, saj imajo njihovi sateliti točno atomsko uro, ki klopi malo hitreje kot na Zemlji. Če se to dejstvo ne upošteva, bo potem po enem dnevu napaka koordinat 10 km.

To je zahvaljujoč Albert Einsteinu, da lahko razumete, kje se knjižnica ali trgovina nahaja v bližini.

In končno, OTO napoveduje obstoj črnih lukenj, okoli katereranja je tako močna, da se čas približa preprosto ustavi. Zato je svetloba, ki je bila v črni luknji, ne more pustiti (odraža).

V središču črne luknje, zaradi ogromne gravitacijske stiskanja, je objekt oblikovan z neskončno visoko gostoto, in tak, se zdi, da ne more.

Tako lahko pripelje do zelo protislovnih zaključkov, za razliko od, tako da večina fizikov ni v celoti ne sprejme v celoti in še naprej iščejo alternativo.

Toda veliko stvari in uspe uspešno napovedati, na primer, nedavno senzacionalno odkritje je potrdilo teorijo relativnosti in ponovno spomnite z velikim znanstvenikom s suhim jezikom. Ljubezen znanosti, preberite Vikinauka.

Ta svet je bil globoko tema.
Naj bo svetloba! In zdaj se je pojavil Newton.
Epigram XVIII. Stoletja.

Toda Satan ni čakal na maščevanje.
Einstein je prišel - in vse je bilo prej.
Epigram XX stoletja.

Teorija spanja relativnosti

Postala (AXIOM) - temeljna izjava, na kateri temelji teorijo in sprejeta brez dokazov.

Prvi postulat: Vsi zakoni fizike, ki opisujejo vse fizične pojave, morajo imeti enak videz v vseh inercialnih referenčnih sistemih.

Enak postulat je mogoče oblikovati drugače: V vseh inercialnih referenčnih sistemih so vsi fizični pojavi pod istimi začetnimi pogoji enaki.

Drugi postulat: V vseh inercialnih referenčnih sistemih je hitrost svetlobe v vakuumu enaka in ni odvisna od hitrosti gibanja kot vira in sprejemnika svetlobe. Ta hitrost je največja hitrost vseh procesov in premikov, ki jih spremlja prenos energije.

Zakon o razmerju mase in energije

Relativistična mehanizacija - odsek mehanike, ki preučuje zakone gibanja teles s hitrostjo blizu hitrosti svetlobe.

Vsako telo ima zaradi dejstva njegovega obstoja energije, ki je sorazmerna z maso počitka.

Kakšna je teorija relativnosti (video)

Posledice teorije relativnosti

Relativnost simultanosti. Simultanost dveh dogodkov je relativna. Če so dogodki, ki so se pojavili na različnih točkah, sočasno v enem inercialnem referenčnem sistemu, ne smejo biti hkrati v drugih inercialnih referenčnih sistemih.

Zmanjšanje dolžine. Dolžina telesa, izmerjena v referenčnem sistemu K ", v kateri temelji, je večja v referenčnem sistemu K, v zvezi s katerim K" se premakne na hitrost V vzdolž osi OH:

Počasen čas. Časovni interval, izmerjen z urami, določenimi v inercialnem referenčnem sistemu K ", manj kot časovno obdobje, izmerjeno v inercijskem referenčnem sistemu K, v zvezi s katerimi K" se premika pri hitrosti V:

Teorija relativity.

material iz knjige Stephen Hawking in Leonard Mlodinova "Najkrajša zgodovina časa"

Relativity.

Temeljni postulat Einsteina, imenovan načelo relativnosti, pravi, da bi morali biti vsi zakoni fizike enaki za vse prosto gibljejo opazovalce, ne glede na njihovo hitrost. Če je hitrost svetlobe konstantna vrednost, mora vsak prosto gibljiv opazovalec snemati enako vrednost, ne glede na hitrost, s katero se približuje svetlobnega vira ali odstrani iz njega.

Zahteva, tako da se vsi opazovalci združijo v oceni hitrosti, ki prisiljujejo pojem časa. Glede na teorijo relativnosti, opazovalec, ki potuje na vlaku, in tisti, ki stoji na platformi, se bo razlikoval v oceni razdalje, ki je prevožena zaradi svetlobe. Ker je hitrost razdalja, razdeljena do takrat, je edini način za opazovalce, da pridejo do dogovora glede na hitrost svetlobe, je tudi razpršena v času ocene časa. Z drugimi besedami, teorija relativnosti je končala idejo absolutnega časa! Izkazalo se je, da mora imeti vsak opazovalec svoje lastno merjenje časa in da enake ure različnih opazovalcev ne bodo nujno pokazale istočasno.

Rekli, da ima prostor tri dimenzije, mislimo, da se položaj točke v njej lahko prenese s pomočjo treh številk - koordinat. Če uvedemo čas v našem opisu, dobimo štiridimenzionalni prostorski čas.

Druga znana posledica teorije relativnosti je enakovrednost mase in energije, izražena s slavnim Einstein E \u003d MC2 enačba (kjer je E-Energy, M masa telesa, C je hitrost svetlobe). Zaradi enakovrednosti energije in mase kinetične energije, ki jo ima materialni predmet zaradi njenega gibanja poveča njegovo maso. Z drugimi besedami, predmet težje pospešiti.

Ta učinek je bistvenega pomena samo za telesa, ki se premikajo s hitrostjo blizu hitrosti svetlobe. Na primer, pri hitrosti 10% hitrosti svetlobe, bo telesna teža le 0,5% več kot pri mirovanju, vendar pri hitrosti, ki predstavlja 90% hitrosti svetlobe, je masa že več kot dvakrat kot normalno. Ko se svetloba približa svetlobi, se masa telesa hitreje poveča, tako da je potrebna večja energija za pospešitev. Glede na teorijo relativnosti, objekt nikoli ne bo mogel doseči hitrosti svetlobe, saj bi v tem primeru njena masa postala neskončna, in na podlagi enakovrednosti mase in energije za to bi potrebovali neskončno energijo. Zato teorija relativnosti za vedno nosi vsak običajni organ, da se premika s hitrostjo manjše svetlobe. Samo lahki ali drugi valovi, ki nimajo lastnih množic, se lahko premikajo s hitrostjo svetlobe.

Ukrivljen prostor

Splošna teorija relativnosti Einsteina temelji na revolucionarni predpostavki, da resnost ni skupna sila, ampak posledica dejstva, da vesoljski čas ni ravno, kot je bilo običajno razmišljati. V splošni teoriji relativnosti je prostor-čas ukrivljen ali zvit z maso in energijo, ki jo v njem. Organi, podobni Zemlji, se gibljejo po ukrivljenih orbitih, ki niso pod delovanjem sile, ki se imenujejo gravitacija.

Ker je geodejska linija najkrajša vrsta med dvema letališčema, navigacije vodijo letala na teh poteh. Na primer, lahko, sledite pričemu kompasa, letenje 5966 kilometrov od New Yorka do Madrida skoraj strogo vzhodno vzdolž geografskega vzporednika. Vendar pa boste morali pokriti le 5802 kilometrov, če letite v velik krog, prvi severovzhod, nato pa se postopoma obračamo na vzhod in naprej na jugovzhodno. Vrsta teh dveh poti na zemljevidu, kjer je zemeljska površina izkrivljena (zastopana z ravnim), varljiva. Premikanje "naravnost" na vzhodno od ene točke na drugo na površini sveta, ki se dejansko ne premaknete v ravni liniji, natančneje, ne pa najkrajše, geodetske linije.

Če je pot vesoljskega plovila, ki se premakne v prostoru v ravni liniji, pravilno na dvodimenzionalni površini zemlje, se izkaže, da je ukrivljena.

Po splošni teoriji relativnosti morajo biti gravitacijska polja ukrivljena svetloba. Na primer, teorija napoveduje, da morajo biti blizu sončnih žarkov svetlobe rahlo zvit v njeni smeri pod vplivom mase svetilk. Torej, svetloba oddaljene zvezde, se to zgodi poleg Sonca, bo zavrnil majhen kot, zaradi tega, kar bo opazovalec na tleh videl zvezda, ki ni v celoti, kjer je v resnici, se nahaja.

Spomnimo se, da so v skladu z osnovno preiskovanje posebne teorije relativnosti vse fizične zakone enake za vse prosto gibanje opazovalcev, ne glede na njihovo hitrost. V grobem, načelo enakovrednosti razširi to pravilo o tistih opazovalcih, ki niso svobodni, ampak pod delovanjem gravitacijskega področja.

Na dovolj majhnih območjih prostora je nemogoče presoditi, ali ste v mirovanju v gravitacijskem polju ali se premikate s stalnim pospeševanjem v praznem prostoru.

Predstavljajte si, da ste v dvigalu v sredini praznega prostora. Ni gravitacije, ne "Top" in "NIZA". Plavaš svobodno. Nato se dvigalo začne premikati s stalnim pospeševanjem. Nenadoma čutite težo. To pomeni, da pritisnete na eno od stene dvigala, ki se zdaj dojemajo kot tla. Če vzamete jabolko in ga sprostite, bo padlo na tla. Pravzaprav, ko se premaknete s pospeševanjem, se v notranjosti dvigala vse zgodi enako kot, kot da se dvigalo sploh ne premakne, ampak bi počivalo v homogenem gravitacijskem polju. Einstein je spoznal, da je tako kot, da je v vlaku, ne morete reči, je vredno ali enakomerno premika, in, v dvigalu, ne morete ugotoviti, ali se premika s stalnim pospeševanjem ali je v homogeni gravitaciji polje. Rezultat tega razumevanja je bilo načelo enakovrednosti.

Načelo enakovrednosti in dani primer njene manifestacije bo pošteno le, če je inertna masa (vključena v drugo pravo, ki določa, kateri pospešek je pritrjen na telo, ki se uporablja za IT) in gravitacijsko maso (vključeno v pravo Newtonove gravitacije , ki določa privlačnost gravitacijske vrednosti) bistvo iste stvari.

Uporaba Einstein enakovrednosti inertnih in gravitacijskih mas za sklenitev načela enakovrednosti in nazadnje celotna splošna teorija relativnosti je primer vztrajnega in doslednega razvoja logičnih zaključkov v zgodovini človeške misli.

Počasen čas

Druga napoved splošne teorije relativnosti je, da bi bilo blizu masivnih teles, kot je Zemlja, upočasnitev tečaja.

Zdaj, ko je seznanjen z načelom enakovrednosti, lahko sledimo potek argumenta Einsteina, ki izpolnjuje drug mentalni eksperiment, ki kaže, zakaj resnost vpliva na čas. Predstavljajte si raketo, ki leti v prostoru. Za udobje predpostavljamo, da je njegovo telo tako veliko, da je svetloba potrebna, da se celo sekundi prepusti po njem od zgoraj navzdol. In končno, predpostavimo, da v raketi obstajata dva opazovalca: ena na vrhu, strop, druga - spodaj, na tleh in oba sta opremljena z istimi ure, ki vodi odštevanje sekund.

Recimo, da zgornji opazovalec, ki čaka na odštevanje uro, takoj pošlje spodnji svetlobni signal. Naslednjič, ko pošlje drugi signal. Po naših pogojih bo en drugi signal potreboval, da doseže spodnji opazovalec. Ker zgornji opazovalec pošlje dve luči z intervalom v eni sekundi, jih bo spodnji opazovalec registriral z istim intervalom.

Kaj se bo spremenilo, če bo v tem poskusu, namesto plavanja prosto v vesolju, raketa bo stala na zemlji, doživljanja gravitacije? Po Newtonovi teoriji, gravitacija ne bo vplivala na stanje: Če bo opazovalec prenesel signale na vrhu, potem bo opazovalec na dnu istega intervala. Vendar načelo enakovrednosti napoveduje drugačen razvoj dogodkov. Kaj točno, bomo lahko razumeli, če v skladu z načelom enakovrednosti duševno nadomestiti učinek gravitacije s stalnim pospeševanjem. To je eden od primerov, kako je Einstein uporabljal načelo enakovrednosti pri ustvarjanju teorije nove gravitacije.

Torej, naj se naša raketa pospeši. (Predvidevamo, da počasi pospešuje, da se njena hitrost ne približuje hitrosti svetlobe.) Ker se premakne raketna ohišje, bo prvi signal prečkal manjšo razdaljo kot prej (pred pospeševanjem), in bo prišel Na spodnjem opazovalcu, preden mi daš sekundo. Če se je raketa premikala s konstantno hitrostjo, bi drugi signal prispel popolnoma enako prej, zato bi interval med obema signali ostal enak eni sekundi. Toda v času pošiljanja drugega signala zaradi pospeševanja rakete se giblje hitreje kot v času pošiljanja prvega, tako da bo drugi signal prenesel manjšo razdaljo kot prvo in porabijo še manj časa. Opazovalec spodaj, ki se sklicuje na uro, bo določil, da je interval med signali manj kot eno sekundo, in se ne strinja z zgornjim opazovalcem, ki trdi, da je poslal signale točno čez sekundo.

V primeru pospeševanja rakete ta učinek verjetno ne bi smel biti še posebej presenečen. Na koncu smo ga pravkar pojasnili! Ne pozabite: načelo enakovrednosti pravi, da se ista stvar zgodi, ko se raketa nahaja na gravitacijskem polju. Torej, da, če raketa ni pospešena, ampak, na primer, stoji na začetni tabeli na površini zemlje, signale, ki jih pošlje zgornji opazovalec v intervalu na sekundo (v skladu z uro), bo prišel do spodnjega opazovalca z manjšim intervalom (z njegovo uro). To je res neverjetno!

Gravitacija spremeni čas pretoka. Tako kot nam posebna teorija relativnosti pripoveduje, da čas poteka drugače, da se opazovalci razlikujejo med seboj, splošna teorija relativnosti napoveduje, da obstaja časovna kap za opazovalce, ki se nahajajo na različnih gravitacijskih področjih. Po splošni teoriji relativnosti, spodnji opazovalec registrira krajši interval med signali, ker površina Zemlje, čas teče počasneje, saj je gravitacija tukaj močnejša. Močnejše gravitacijsko polje, bolj ta učinek.

Naše biološke ure reagirajo tudi na spremembe v času. Če eden od dvojčkov živi na vrhu gore, in drugo - ob morju, bo prvi rasel hitreje kot drugi. V tem primeru bo razlika v starosti zanemarljiva, vendar se bo bistveno povečala, saj bo eden od dvojčkov potekal na dolgem potovanju na vesoljsko plovilo, ki pospešuje hitro hitrost svetlobe. Ko se Wanderer vrne, bo veliko mlajši od brata, ki je ostal na zemlji. Ta primer je znan kot paradoks dvojčkov, vendar je samo paradoks za tiste, ki imajo na idejo absolutnega časa. V teoriji relativnosti ni edinstvenega absolutnega časa - za vsakega posameznika je njegovo lastno merilo časa, kar je odvisno od tega, kje je in kako se premika.

Z videzom ultra natančnih navigacijskih sistemov, ki prejemajo signale iz satelitov, je razlika v uri na različnih višinah pridobila praktično vrednost. Če je instrument zanemaril napovedi splošne teorije relativnosti, bi lahko napaka pri določanju lokacije dosegla več kilometrov!

Pojav splošne teorije relativnosti v korenu je spremenila situacijo. Prostor in čas je našla stanje dinamičnih subjektov. Ko so telesa premaknjena ali sila, povzročajo ukrivljenost prostora in časa, struktura prostora-časa pa vpliva na gibanje organov in delovanje sil. Prostor in čas ne vplivata le na vse, kar se dogaja v vesolju, ampak tudi odvisno od vsega tega.

Čas blizu črne luknje

Predstavljajte si neustrašen astronavt, ki ostaja na površini zrušitvene zvezde med katastrofalnim stiskanjem. Na neki točki, na uro, recimo ob 11:00, bo zvezda stisnjena v kritični polmeru, za katero gravitacijsko polje je toliko okrepljeno, da je nemogoče odpraviti iz njega. Zdaj naj bi v skladu z navodili, astronavt mora poslati signal v vesoljsko ladjo, ki je v orbiti na določeni določeni razdalji od središča zvezde. Začne mimo signalov ob 10:59:58, to je v dveh sekundah do 11.00. Kaj bo registrirala posadko na vesoljski ladji?

Prej, ko smo opravili mentalni eksperiment s prenosom svetlobnih signalov znotraj rakete, smo poskrbeli, da se gravitacija upočasni čas in kako je močnejša, pomembnejši učinek. Astronavt na površini zvezde se nahaja v močnejšem gravitacijskem področju kot njegovi kolegi v orbiti, tako da bo ena sekunda na uri trajala dlje kot sekundo ob uri. Ker astronavt, skupaj s površino, se premakne v središče zvezde, polja, ki deluje na njem, postane bolj in močnejša na njem, tako da se intervali med njegovimi signali, ki so bili sprejeti na krovu vesoljskega plovila, nenehno podaljšajo. Ta čas raztezanja bo zelo nepomemben do 10:59:59, zato za astronavte v orbiti interval med signali, ki so prešli ob 10:59:58 in pri 10: 59: 59: 59, bo zelo padla presegla sekundo. Toda signal, poslana ob 11:00, ladja ne bo čakala.

Vse to se bo zgodilo na površini zvezde med 10:59:59 in 11:00 z uro astronavta, se razteza na uri vesoljskega plovila na neskončno obdobje. S pristopom do 11:00, so intervali med prihodom zaporednih grebenov in depresijo, ki jih oddajajo zvezdni valovi, vse bolj daljši; Enako se zgodi z intervali med signali astronavta. Ker je frekvenca sevanja določena s številom grebenov (ali depresije), ki prihaja v sekundi, bo na vesoljskem plodu zabeleženo vse manj pogosto frekvenca zveznega sevanja. Svetnica bo postala vse bolj zardevanje in istočasno utripala. Na koncu bo zvezda zagotovila, da bo za opazovalce nevidna za opazovalce na vesoljskem plovilu; Vse, kar ostane, je črna luknja v prostoru. Vendar se bo ukrep zvezde na vesoljskem plovilu nadaljevala, in se bo še naprej privlačna v Orbit.