Špeciálna teória relativity (servisná stanica).
V srdci čerpacej stanice existujú dve zásady alebo postuláty, ktoré nevysvetľujú, prečo by sa to malo vyskytnúť týmto spôsobom, a nie inak. Teória postavená na ich prijatí vám však umožňuje presne opísať udalosti vyskytujúce sa na svete.
Všetky fyzické zákony by mali vyzerať rovnako vo všetkých inerciálnych referenčných systémoch.
Rýchlosť svetla vo vákuu sa nemení pri zmene stavu pohybu zdroja svetla.
Dôsledky vyplývajúce z prvej zásady:
- · Nielen zákony mechanického pohybu, ako to bolo v klasickej mechanike, ale zákony iných fyzikálnych javov by sa mali rovnako prejaviť rovnako vo všetkých inerciálnych referenčných systémoch.
- · Všetky inerciálne referenčné systémy sú rovnaké. Preto neexistuje žiadny privilegovaný referenčný systém, či už pôda alebo éter.
Koncepcia éteru ako absolútny referenčný systém nie je bez fyzického významu.
Corollary vyplývajúci z druhej zásady:
- · Neexistuje nekonečne vysoká rýchlosť distribúcie fyzickej interakcie na svete.
- · V fyzickom svete sa interakcia nevykonáva okamžite rýchlosťou presahujúcou rýchlosť svetla.
Corollary vznikajúci v spojení dvoch zásad stoviek:
- · Na svete nie sú žiadne simultánne udalosti.
- · Nemôže zvážiť priestor a čas ako nezávislé vlastnosti fyzického sveta.
Lorentz transformácie majú fyzický význam. RUZAVING G.I. Koncepty moderných prírodných vedy: Učebnica pre univerzity. - M.: Kultúra a šport, UniDi, 2006.
Dôkaz o pripojení priestoru a času môže byť ilustrované v nasledujúcom príklade, v ktorom by ste mali mať na pamäti, že podľa sto vo všetkých inerciálnych referenčných systémoch sa svetlo vzťahuje na rovnakú rýchlosť. Predpokladajme, že existujú dva zotrvačné referenčné systémy, ktoré sú rovnaké v opise fyzických udalostí, tj každý poskytuje objektívne opisy: osoba, ktorá stojí na železničnej ploche (správca) a cestujúci s rovnakou rýchlosťou vlaku voči plošine a stacionárnemu zariadeniu . Hlava cestujúceho má osvetľovaciu žiarovku, ktorá bliká momentálne, keď cestujúci sedí v okne automobilu, a správca, ktorý stojí na platforme, bude presne proti sebe v priebehu pohybu vlaku. Klasická mechanika poskytuje nasledujúci opis tejto udalosti.
Čas má absolútny význam, takže nezávisí od priestorového pohybu udalostí. Treatéri stojí, cestujúci sa pohybuje, ale rytmus času pre nich je rovnaký. Sto dáva ďalšie riešenie:
Pre cestujúceho v aute sa svetlo dostane do oboch hradieb vozňa súčasne, pretože vo všetkých inerciálnych referenčných systémoch bude svetlo distribuované vo všetkých smeroch rovnakej rýchlosti.
Caretaker bude mať ďalší pohľad. Povie, že zadná stena (sa presťahuje do svetla pozdĺž vlaku), svetlo sa dostane skôr ako predná stena auta, pretože to chytí po vlaku.
Ďalej, ak nainštalujete v rovnakom čase vopred na hodiny správcu a cestujúceho vlaku, potom pre stanicu správcu, hodinky na zadnej stene vozidla ukážu čas odlišný od časových hodín na prednej strane stena. Ukážu, že svetlo dosiahne chrbtovú stenu skôr ako prednú stenu. V dôsledku toho sú niektoré hodiny rýchlejšie, iné sú pomalšie. Tak, priestor a čas, v sto, vzájomne prepojených medzi sebou a nie sú absolútne, pretože to bolo na Galilee - Newton, ale relatívna: Rýchlosť hodín závisí od miesta ich polohy vo vesmíre, pozíciu pozície V priestore ovplyvňuje rýchlosť hodín.
Nevýhody stoviek:
Dodáva sa len o inerciálnych referenčných systémoch. Ale väčšina referenčných systémov je v reálnom živote, ktorá nie je v reálnom živote (rýchlosť rýchlosti a rýchlosti).
Nezohľadňuje činnosť sily gravitácie pre svetlo, hľadanie eliminácie týchto nedostatkov viedlo k vytvoreniu OTO.
Všeobecná teória relativity (OTO).
OTO je založený na dvoch princípoch alebo postulátoch:
- · Princíp relativity.
- · Princíp ekvivalencie ťažkých a inertných telesných hmotností.
Prvá zásada tvrdí, že zákony fyziky by mali mať rovnaký vzhľad nielen v inerciálnych systémoch, ale aj v neinerciálnych referenčných systémoch, t.j., inerciálne referenčné systémy by sa nemali považovať za privilegované referenčné systémy, pretože klasická mechanika. Analýza neinerciálnych referenčných systémov pohybujúcich sa s rovnakým zrýchlením, Einstein prišiel k neočakávanému záveru, že existuje fenomén, ktorý sa vyskytuje v týchto systémoch, podobne ako fenomén v homogénnom gravitačnom poli. Homogénne gravitačné pole je nejaká abstrakcia alebo idealizácia. V tejto oblasti má sila gravitácie rovnaké množstvo vo všetkých svojich smeroch av každom z jeho bodu. Vzhľadom na túto podobnosť, A. Einstein dospel k záveru, že sila gravitácie môže byť vytvorená alebo zničená prechodom na referenčný systém, ktorý sa pohybuje s zrýchľovaním. Napríklad, ak je osoba vo výťahu bez okien mimo pôsobenia sily hrobu, bude v stave beztiažnosti. Všetky predmety, ktoré ho obklopujú a on nebudú priťahovaní do podlahy výťahu. Ak psychicky vytiahnete výťah pomocou lana s rýchlosťou, ktorá sa rovná zrýchleniu voľného pádu na zemi, táto osoba bude cítiť akciu gravitačnej sily, ktorá bude podobná silu gravitácie v homogénnom gravitačnom poli, kde v každom bode má zrýchlenie voľných klesajúcich orgánov rovnakú veľkosť. V skutočnosti, z externého referenčného systému, je správne povedať, že výťah, jeho podlaha, sa pohybuje na osobu a predmety nachádzajúce sa v ňom.
Princíp rovnocennosti závažnej a inertnej hmotnosti. Táto zásada obsahuje odpoveď na otázku, ktorú sa spýtal Einstein: Čo robí činnosť sily hrobu, čo je určené? V Newtonovej fyzike závisí hmotnosť výlučne na hmotnosť tel. Z zákona slobodného pádu telá, otvorených Galileami, preto existuje proporcionálna závislosť medzi ťažkými a inertnými masami tela, čo umožňuje predpokladať, že neexistuje žiadny významný rozdiel medzi týmito hmotnostnými hmotnosťami, keď sme hovoriť o činnostiach gravitačnej sily.
Vzhľadom k tomu, že všetky TEP spadá s rovnakou témou, bez ohľadu na ich hmotnosť, potom to naznačuje, že inertná hmota telies je úmerná svojej gravitačnej hmotnosti. Pomer MI? MI (kde MI je inertná hmotnosť akéhokoľvek tela, MI je gravitačná hmotnosť toho istého tela) s voľnou kvapkou telies zostáva konštantná pre všetky teplo, bez ohľadu na ich skutočnú fyzickú povahu (z dreva alebo kovu atď.) . V roku 1890, maďarský fyzik Etwes experimentálne osvedčil spravodlivosť predpokladov fyziky Galilee-Newton o proporcionálnych inertných a gravitačných masy tela. Newton má tento pomer menší ako 10-8 (M1, / M1< 10-8). В дальнейшем эта величина оказалась еще меньше, что позволяет говорить о равенстве, эквивалентности этих масс тела.
Analýza fyzikálneho významu proporcionálnej korešpondencie medzi inertnými a ťažkými hmotnosťami tela, ako aj povahe podobnosti sily sily s fenoménom, ktorá vznikla v neinerciálnom referenčnom systéme pohybujúcom sa konštantným zrýchlením, prišiel Einstein k záveru, že sila gravitácie nezávisí od hmotnosti tel. Samozrejme, otázka vznikla: Čo to závisí? Na tejto otázke Einstein dal nasledovnú odpoveď: z teoretického hľadiska existuje dôvod tvrdiť, že sila gravitácie je ekvivalentná berionu priestoru a zakrivenie priestoru je ekvivalentné pôsobeniu účinnosti gravitácie. V tomto rozhodnutí sa sila zotrvačnosti, ktorá v Newtonovej fyzike bola považovaná za neskutočnú silu, pripojený reálny stav. Napríklad pri pohybe vlaku cestujúci sledujú zjavný pohyb objektov mimo vlaku v opačnom smere. V teórii Einstein, táto sila pripisuje skutočný význam. Predpokladajme, že existuje výťah, ktorý je upevnený na lane takým spôsobom, že položky nachádzajúce sa v nej nekonajú. Potom budú položky umiestnené na rovnakom riadku vzhľadom na podlahu výťahu. V čase obriezky lana bude zotrvačná sila, ktorá sa bude usilovať o udržanie počiatočnej polohy každej položky vo výťahu. Keďže sila gravitácie smeruje k stredu Zeme, smer zotrvačnej sily pre každú položku výťahu nebude rovnaká, a bude závisieť od jeho vzdialenosti do stredu výťahu. Pre niektoré položky bude smerované nahor, kde sila gravitácie bude kolmá na stred Zeme. Na iných miestach výťahu bude smer zotrvačnosti v určitom uhle k smeru gravitačnej sily. Výsledkom je, že priestor vo vnútri incidečného výťahu bude zakrivený. Pre pozorovateľa mimo výťahu budú položky umiestnené na rovnej horizontálnej línii rovnobežnej s podlahou, ale na zakrivenej čiare. Svetlo v takom priestore sa nebude šíriť v priamke, pretože to vyžaduje služobná stanica a na krivke čiary.
Z.
Svetlo v zakrivenom čase sa nemôže šíriť rovnakou rýchlosťou, keďže požadovaná servisná stanica. V blízkosti zdroja sily sa šíri pomalšie ako od neho.
Hodiny sa pri blížili sa k zdroju gravitácie.
V štruktúre vesmíru - čas - energia (látka, pole, žiarenie) je možná formácia, štruktúry, kde je sila gravitácie, reprezentovaná zodpovedajúcou veľkosťou krivočerného tenzora, je tak silná, že z tejto štruktúry, ako druh "Čierna diera", energia nemôže uniknúť vo forme svetla, polí a látok. Einsteinova rovnica obsahuje tenzor "energeticky pulz" z 10 komponentov na opis zrýchlenia tela v pohybu. Pridanie informácií do tohto Tensor (komponenty) o silách pôsobiacich v najnáročnejšom médiu, kde sa telo nachádza, poskytuje systém rovníc na opis evolučných procesov vo vesmíre.
Vytvorenie OTO, A. Einstein poukázal na tri javy, vysvetlenia, z ktorých jeho teória a teória Newtonu dostali rôzne výsledky: to je prelomom lietadla ortuti, odchýlka svetlých lúčov prechádzajúcich v blízkosti slnka a červený posun spektrálnych línií svetla emitovaného z povrchu masívnych telies. Účinok otáčania roviny orbity ortuti bol tiež otvorený astronómom Leverrier (1811-1877). Newtonova teória nedávala vysvetlenie tohto fenoménu. Hovoríme o rotácii lietadla ortuti z ortuti okolo veľkej osi elipsy, pozdĺž ktorej sa ortuť pohybuje okolo slnka.
Podľa A. Einstein, planéta, dokončenie plného obratu okolo slnka, nemôže byť vrátená na rovnaké miesto, a oni sa pohybujú niekoľko dopredu a ich obežné dráhy sa pomaly otáčajú v ich lietadle. Tento účinok predpovedal A. Einstein. Kontrola výpočtovej techniky presne zhodnocovala s predikciami z OTO. Koncepty moderných prírodných vedy: učebnica pre vysokoškolských študentov / ed. V.N. Lavrinenko, v.p. Rodnikov. - 4. ed., Pereerab. a pridať. - m.: Uni-dana, 2008 ..
Myšlienka vytvárania teórie kalibračných polí úzko súvisí s vývojom teórie kalibračných polí. Nemecký matematik VAIL (1862-1943) v práci "Priestor, čas a podstata" (1918) formuloval zásadu, podľa ktorého by fyzické zákony mali byť invariantné (mať rovnaký druh), pokiaľ ide o zmenu v rozsahu merania v rozsahu merania Priestorové systémy - čas - látka. Konverzia alebo zmena meracej stupnice môže byť homogénny a nehomogénny z jedného bodu na druhý v priestorovo časových štruktúrach.
Nehomogénne transformácie sa nazývajú kalibrácia. Okrem toho rozsah dĺžky a času nezávisí od miesta, času a stavu pohybu pozorovateľa. Teória VaiLA umožňuje len zmeny v rozsahu času v priestorovo časových štruktúrach.
Zakrivený priestor je možné predstaviť nasledovne. Ak sa natiahneme štíhly chlopný gume a položíme si ťažkú \u200b\u200bpoložku do stredu, potom sa pod ním uloží guma. Ak teraz posúvate malú guľu na túto klapku, potom ho vytiahne na depresiu. Ak je golier hlboký, lopta sa otáča okolo predmetu, ktorý tvorí túto depresiu.
Prvý fyzik, ktorý nadšene prijal objav základného kvantového konania a tvorivo ho vyvinutý, bol A. Einstein. V roku 1905 utrpel brilantnú predstavu o kvantovanej absorpcii a návrate energie počas tepelného žiarenia, a tým odôvodnil novú doktrínu svetla. Ak M. Planck (1900) kvantifikovala len energiu materiálu oscilátor, potom Einstein zaviedol myšlienku diskrétnej, kvantovej štruktúry samotného ľahkého žiarenia, berúc do úvahy ako tok svetlého kvantónu alebo fotónov (fotónová teória svetla). Einstein teda patrí k teoretickému objavu fotónu experimentálne zisteného v roku 1922 A. Compton.
Myšlienka svetla ako prúd rýchleho pohybujúceho sa kvantifikácie bola mimoriadne odvážna, takmer neprístupná, v správnosti, o ktorej je niekoľko veril. Po prvé, s rozšírením kvantovej hypotézy na kvantovú teóriu svetla, M. Plank nebola dohodnutá, ktorá pripisovala svojim kvantovým vzorcom len na zákony tepelného žiarenia čierneho tela.
A. Einstein navrhol, že je to prirodzený vzor univerzálnej povahy. Bez toho, aby sa pozerali na názory, ktoré dominujú v optike, aplikoval hypotézu dosky na svetlo a dospel k záveru, že korpuskulárna štruktúra svetla by sa mala rozpoznať. Koncepty moderných prírodných vedy: učebnica pre vysokoškolských študentov / ed. V.N. Lavrinenko, v.p. Rodnikov. - 4. ed., Pereerab. a pridať. - m.: Uni-dana, 2008 ..
Kvantová teória svetla alebo fotónová teória, A. Einstein tvrdil, že svetlo neustále šíri vlnový fenomén vo svete. A súčasne, ľahká energia, ktorá má byť fyzicky účinná, sa sústreďuje len na určitých miestach, takže svetlo má prerušovanú štruktúru. Svetlo môže byť považované za prúd nedeliteľných energetických zŕn, ľahkých kvantov alebo fotónov. Ich energia je určená elementárnym kvantom pôsobenia dosky a zodpovedajúci počet oscilácií. Svetlo rôznych farieb sa skladá z ľahkého množstva rôznych energie.
Einstein Myšlienka Svetlovej Queta pomohla pochopiť a jasne prezentovať fenomén fotoelektrického efektu, ktorého podstata je klepanie elektrónov z látky pod pôsobením elektromagnetických vĺn. Experimenty ukázali, že prítomnosť alebo neprítomnosť fotografického efektu nie je určená intenzitou incidentnej vlny, ale jeho frekvencie. Ak predpokladáme, že každý elektrón je vyradený s jedným fotomom, potom sa stáva jasnou nasledovne: účinok sa vyskytuje len vtedy, ak je fotónová energia, a preto jeho frekvencia je dostatočne veľká na prekonanie elektrónových komunikačných síl s látkou.
Správnosť tohto výkladu fotoelektrického efektu (pre túto prácu, Einstein v roku 1922 dostal Nobelovu cenu vo fyzike) za 10 rokov, dostal potvrdenie v experimentoch americkej fyziky r.e. Milliken (1868 - 1953). Otvorený v roku 1923 Americkým fyzikou A.h. COMPTON (1892 - 1962) Fenomén (efekt kompontácie), ktorý je zaznamenaný, keď je vystavený veľmi tuhému röntgenovému žiareniu na atómoch s voľnými elektrónmi, opäť a už konečne potvrdili kvantovú teóriu svetla. Táto teória sa vzťahuje na najviac experimentálne potvrdené fyzikálne teórie. Ale vlnová povaha svetla bola už pevne stanovená experimentom o rušení a difrakcii.
Paradoxná situácia vznikla: Zistilo sa, že svetlo sa správa nielen ako vlna, ale aj ako tok korpusov. V experimentoch na difrakciu a rušenie sa prejavujú jeho vlastnosti vlny a vo fotohore - korpuskulárne. Zároveň sa fotón ukázal byť corpusom veľmi zvláštneho druhu. Hlavnou charakteristikou svojej diskrétnosti je dať jej časť energie - vypočítaná prostredníctvom čisto vlny charakteristiky - frekvencia.
Rovnako ako všetky skvelé objavy prírodných vedy, nová doktrína sveta mala základný teoretický a informatívny význam. Staré ustanovenie o kontinuite prírodných procesov, ktoré bolo dôkladne otrasené M. Plakom, Einstein vylúčené z oveľa rozsiahlejšieho priestoru fyzikálnych javov.
Moderná relativistická kozmológia buduje model vesmíru, ktorý vytiahne z hlavnej rovnice záťaže zavedené A. Einstein vo všeobecnej teórii relativity (OTO). Lichin A.F. Koncepcie moderných prírodných vedy: Štúdie. - M.: TK VELBY, PROSPEKT PUBLISTER, 2006.
Hlavná rovnica OTO spája geometriu priestoru (presnejšie, metrický tenzor) s hustotou a distribúciou hmoty v priestore. Prvýkrát vo vede sa vesmír objavil ako fyzický objekt. Teoreticky sa objavujú jeho parametre: hmotnosť, hustota, veľkosť, teplota.
Einsteinova rovnica nie je jedna, ale mnoho rozhodnutí ako prítomnosť mnohých kozmologických modelov vesmíru. Prvý model bol vyvinutý A. Einstein v roku 1917. Vyhodil postuláty Newtonovskej kozmológie o absolute a nekonečnom priestore. V súlade s kozmologickým modelom vesmíru A. Einstein, svetový priestor je homogénne a izotropicky, záležitosť je v ňom rovnomerne distribuovaná, gravitačná príťažlivosť masách je kompenzovaná univerzálnym kozmologickým odpudzovaním. Model A. Einstein stojí, pretože metrika priestoru je považovaný za nezávislý čas. Doba existencie vesmíru je nekonečne, t.j. Nemá začiatok, žiadny koniec a priestor je nekonečný, ale samozrejme.
Vesmír v kozmologickom modeli A. Einstein je stacionárny, nekonečný čas a neobmedzený v priestore.
Tento model sa v tom čase zdal celkom uspokojivý, pretože bol dohodnutý so všetkými známymi faktami. Ale nové myšlienky nominované A. Einstein stimulovali ďalší výskum a čoskoro sa prístup k problému rozhodne zmenil.
V tom istom roku 1917, holandský astronóm V. de Sitter (1872-1934) navrhol iný model predstavujúci aj riešenie rovníc hrobu. Toto rozhodnutie malo majetok, ktorý by existoval aj s "prázdnym" vesmíru, bez záležitosti. Ak sa v takomto vesmíre objavili masy, rozhodnutie prestalo byť stacionárne: nejaký druh kozmického odpudzovania vznikol medzi masami, ktoré sa snažili od seba odstrániť. Trend smerom k expanzii, podľa V. de Sitter, stal viditeľným len na veľmi dlhé vzdialenosti.
V roku 1922 Ruský matematik a geofyzický a.a. Friedman (1888 - 1925) hodil postuláciu klasickej kozmológie na stationarity vesmíru a získal riešenie rovníc A. Einstein, opisujúci vesmír s "Rozširovaním" priestoru.
einstein Relief Quantum
Všeobecnou teóriou relativity spolu s osobitnou teóriou relativity je brilantná práca spoločnosti Albert Einstein, ktorá v ranom 20. storočí obrátil vzhľad fyzických látok do sveta. Po sto rokov, OTO je hlavnou a najdôležitejšou teóriou fyziky na svete a spolu s kvantovými mechanikami, tvrdí, že jeden z dvoch základných kameňov "teórie celkového počtu". Všeobecná teória relativity opisuje gravitáciu v dôsledku zakrivenia času priestoru (kombinovaný do jedného po druhú) pod pôsobením hmoty. Vďaka všetkým vedci priniesli mnoho konštánt, skontrolovali veľa nevysvetliteľných javov a vynašiel také veci ako čierne diery, tmavá hmota a tmavá energia, expanzia vesmíru, veľkú explóziu a oveľa viac. Tiež opustil veto, aby prekročil rýchlosť svetla, čím nás doslova brúsila v našom okolí (solárny systém), ale opustil medzery vo forme Wormochin - krátkodobé spôsoby prostredníctvom času.
Revolučný fyzik použil svoju predstavivosť a nie komplikovanú matematiku, aby prišla s najznámejšou a elegantnou rovnicou. Einstein je známy pre predpovedanie podivných, ale skutočných javov, ako je spomalenie starnutia astronautov v priestore v porovnaní s ľuďmi na Zemi a zmenách v tvare pevnej rýchlosti.
Je však zaujímavé, že ak si vezmete kópiu originálneho článku Einstein o relativite z roku 1905, bude to celkom jednoduché rozobrať. Text je jednoduchý a chápaný a rovnice sú väčšinou algebraické - budú môcť rozobrať všetkých študentov stredných škôl.
Všetko, pretože zložitá matematika nikdy nebola koňom Einstein. Obrazne miloval myslenie, aby vykonal experimenty vo svojej fantázii a pochopili ich, až kým nie sú jasne viditeľné fyzické myšlienky a zásady.
S ktorým mentálne experimenty Einstein začali, keď bol len 16 rokov, a keď skončili, viedli ho k najviac revolučnej rovnici v modernej fyzike.
Do tejto doby Einsteinovho života, jeho zle skryté pohŕdanie nemeckých koreňov, autoritárskych vyučovacích metód v Nemecku už zohrávala svoju úlohu a bol vylúčený z strednej školy, takže sa presťahoval do Zürichu v nádeji, že vstúpil do Švajčiarskeho federálneho ústavu technológií (ETH).
Ale prvý Einstein sa rozhodol stráviť rok tréningu v škole v susednom meste Aarau. Na tomto mieste sa čoskoro zistil, že sa premýšľal, čo to bolo - beží vedľa lúča svetla.
Einstein už zistil vo fyzickej triede, čo lúč svetla: rôzne kolísavé elektrické a magnetické polia pohybujúce sa rýchlosťou 300.000 kilometrov za sekundu, nameraná rýchlosť svetla. Ak bežal vedľa rovnakej rýchlosti, realizoval Einstein, mohol by vidieť veľa kolísavých elektrických a magnetických polí vedľa neho, ako keby sa zmrazil vo vesmíre.
Ale to bolo nemožné. Po prvé, stacionárne polia by porušili Maxwell rovnice, matematické zákony, v ktorých všetka fyzika vedela o elektrine, magnetizme a svetle. Tieto zákony boli (a zostávajú) skôr prísne: akékoľvek vlny v týchto oblastiach by sa mali pohybovať rýchlosťou svetla a bez výnimky nemôžu stáť.
Horšie, stacionárne polia neboli pletené so zásadou relativity, ktorá bola známa fyzikmi od čias Galilean a Newtonov v 17. storočí. V skutočnosti, zásada relativity hovorí, že zákony fyziky nemôžu závisieť od toho, ako rýchlo sa pohybujete: môžete merať iba rýchlosť jedného objektu vo vzťahu k druhej.
Ale keď Einstein aplikoval túto zásadu na jeho mentálny experiment, rozpor vznikol: relativita diktovala, že všetko, čo videl, pohybovať sa vedľa lúča svetla, vrátane stacionárnych oblastí, by malo byť niečo pristátie, že fyzici môžu vytvoriť v laboratóriu. Ale nikto nikdy nesledoval.
Tento problém bude excitovať Einstein o ďalších 10 rokov, počas svojej cesty učenia a práce v ETH a hnutia do hlavného mesta Švajčiarska Bernna, kde bude skúšajúcim vo Švajčiarskom patentovom predsedníctve. Je tam, že raz a pre všetkých vyrieši paradox.
1904: Meranie svetla s pohyblivým vlakom
Nebolo to jednoduché. Einstein vyskúšal akékoľvek rozhodnutie, ktoré prišlo k hlave, ale nič nefungovalo. Takmer zúfalý, začal myslieť, ale jednoduché, ale radikálne rozhodnutie. Možno, že Maxwell rovnice pracujú pre všetko, pomyslel si, ale rýchlosť svetla bola vždy konštantná.
Inými slovami, keď vidíte lietajúci lúč svetla, nezáleží na tom, či sa jeho zdroj presunie k vám, od vás, na boku alebo niekde inde, a nezáleží na tom, ako rýchlo sa jeho zdroj pohybuje. Rýchlosť svetla, ktorú meradla, bude mať vždy 300 000 kilometrov za sekundu. Okrem iného to znamenalo, že Einstein by nikdy nevidel stacionárne oscilujúce oblasti, pretože by nikdy nebol schopný chytiť lúč svetla.
Bol to jediný spôsob, ako usadil Einstein, aby zosúladil Maxwell rovnice so zásadou relativity. Na prvý pohľad však toto rozhodnutie malo svoju vlastnú fatálnu chybu. Neskôr ho vysvetlil iným mentálnym experimentom: Predstavte si lúč, ktorý beží pozdĺž železničného nábrežia, zatiaľ čo vlak prechádza v rovnakom smere pri rýchlosti, povedzme, 3000 kilometrov za sekundu.
Niekto, kto stojí v blízkosti nábrežia, bude musieť merať rýchlosť svetelného lúča a získať štandardné číslo 300.000 kilometrov za sekundu. Ale niekto na vlaku uvidí svetlo pohybujúce sa rýchlosťou 297 000 kilometrov za sekundu. Ak je rýchlosť svetla nekonzistentná, Maxwell Rovnica vo vnútri auta by mala vyzerať inak, vstúpil do Einsteina a potom sa zlomí princíp relativity.
Tento primeraný rozpor urobil Einstein o takmer ročne. Ale potom, v jednom krásne ráno v máji 1905, on bude pracovať s jeho najlepším Michel Besso, inžinier, ktorý vedel zo študentských rokov v Zürichu. Dvaja muži hovorili o Einsteinovej dileme, ako vždy. A zrazu Einstein videl riešenie. Pracoval na neho celú noc a keď sa stretli na druhý deň ráno, Einstein povedal beden: "Ďakujem. Úplne som problém vyriešil. "
Máj 1905: Lightning bije v pohybu
Zjavenie Einsteina sa skladalo, že pozorovatelia v relatívnom pohybe vnímajú čas odlišne: je možné, že dve udalosti sa vyskytujú súčasne z hľadiska jedného pozorovateľa, ale v rôznych časoch z hľadiska druhého. A obaja pozorovatelia budú správne.
Neskôr Einstein ilustruje svoj názor na iný mentálny experiment. Predstavte si, že na železnici opäť je pozorovateľom a vlakom prisahá okolo neho. V tej chvíli, keď stredný bod vlaku prechádza pozorovateľom, na každom konci vlaku bije zips. Vzhľadom k tomu, blesk bitý v jednej vzdialenosti od pozorovateľa, ich svetlo pripadne do jeho očí v rovnakom čase. Bude spravodlivý povedať, že blesk je porazený súčasne.
Medzitým, dokonca aj v strede vlaku sedí ďalší pozorovateľ. Z jeho pohľadu, svetlo dvoch bleskových záberov prechádza rovnakou vzdialenosťou a rýchlosť svetla bude rovnaká v ľubovoľnom smere. Ale keďže vlak sa pohybuje, svetlo prichádzajúce zo zadného zipsu musí prejsť väčšiu vzdialenosť, takže sa dostane do pozorovateľa niekoľko okamihov neskôr ako svetlo od začiatku. Keďže svetelné impulzy prichádzajú v rôznych časoch, možno dospieť k záveru, že údery blesku nie sú súčasne - človek sa deje rýchlejšie.
Einstein si uvedomil, že táto simultánnosť bola relatívna. A hneď ako to spoznáte, podivné účinky, ktoré teraz spájame s relativitou, sú povolené pomocou jednoduchej algebry.
Einstein horúčkovito zaznamenal svoje myšlienky a poslal svoju prácu na publikovanie. Názov bol "na elektrodynamike pohyblivých telies", a to bolo odrážané v snahe Einsteina zviazať maxwell rovnice so zásadou relativity. Besen bol samostatný vďaka.
September 1905: Hromadná a energia
Táto prvá práca však netrvala. Einstein bol posadnutý relativitou až do leta 1905, av septembri poslal druhý článok na uverejnenie, už v zlodeji, vzadu.
Bolo založené na inom mentálnom experimente. Predstavte si objekt v pokoji, povedal. Predstavte si, že súčasne vydáva dve identické svetelné impulzy v opačných smeroch. Objekt zostane na mieste, ale keďže každé pulzné poplatky sa zníži určité množstvo energie uzavretej v energetickom objekte.
Napísal Einstein, ako to bude tento proces vyzerať pre pohyblivý pozorovateľ? Z jeho pohľadu sa objekt jednoducho pokračuje pohybovať v priamke, zatiaľ čo dve impulzy budú odletieť. Ale aj keď rýchlosť dvoch impulzov zostáva rovnaká - rýchlosť svetla - ich energie budú odlišné. Impulz, ktorý sa pohybuje v smere pohybu, bude mať vyššiu energiu ako ten, ktorý sa pohybuje v opačnom smere.
Po pridaní malej algebry sa Einstein ukázal, že na to, aby bolo všetko konzistentné, objekt by nemal stratiť energiu pri odosielaní svetelných impulzov, ale aj hmotnosti. Alebo hmotnosť a energiu musia byť zameniteľné. Einstein zaznamenal rovnicu, ktorá ich viaže. A stala sa najslávnejšou rovnicou v histórii vedy: E \u003d MC 2.
Einsteinova teória relativity - vždy sa objavila s niečím abstraktným a nezrozumiteľným pre mňa. Snažte sa opísať teóriu relativity Einsteina s jednoduchými slovami. Predstavte si, ako ste na ulici v silnom daždi a vietor vás fúka na chrbte. Ak začnete rýchlo spustiť, dažďové kvapky nespadajú na chrbát. Kvapky budú pomalšie alebo vôbec nedosiahnutá, toto je vedecky dokázaná, a vy si môžete skontrolovať do sprchy. A teraz si predstavte, keby ste sa otočili a bežali proti vetru s dažďom, kvapky sa dostanú ťažšie na oblečenie a tvári, ako keby ste práve stáli.
Predtým si vedci mysleli, že svetlo pôsobí ako dážď na veterné počasie. Mysleli si, že ak sa Zem sa pohybuje okolo Slnka, a slnko sa pohybuje okolo galaxie, je možné merať rýchlosť ich pohybu vo vesmíre. Podľa ich názoru, všetko, čo zostáva urobiť, aby to zmenilo rýchlosť svetla a ako sa mení v porovnaní s dvoma tel.
Vedci to urobili a našiel niečo veľmi divné. Rýchlosť svetla bola rovnaká, napriek všetkému, ako keby sa telá nepohybovali a nezáleží na tom, ktoré smerové merania.
Bolo to veľmi zvláštne. Ak si vezmete situáciu so sprchovacím kútom, potom za normálnych okolností vám dažďové kvapky ovplyvnia silnejšie alebo slabšie v závislosti od vášho pohybu. Súhlasím, bolo by to veľmi zvláštne, ak sa sprchuje s rovnakou silou, vzadu na chrbte, a to ako pri behu a keď sa zastaví.
Vedci zistili, že svetlo nemá rovnaké vlastnosti ako dažďové kvality alebo niečo iné vo vesmíre. Bez ohľadu na to, ako rýchlo sa pohybujete, a bez ohľadu na to, aký smer sa nachádzate, rýchlosť svetla bude vždy rovnaká. Je to veľmi mätúce a len Albert Einstein bol schopný vrhnúť svetlo na túto nespravodlivosť.
Einstein a ďalší vedca, Hendrik Lorenz zistil, že existuje len jeden spôsob, ako to môže byť. To je možné len vtedy, ak sa čas spomaľuje.
Predstavte si, čo sa stane, ak sa pre vás čas spomaľuje, a neviete, čo sa pohybuje pomalšie. Zdá sa vám, že všetko ostatné sa deje rýchlejšie, Všetci okolo vás sa presunú, ako vo filme v rýchlom prevrátení.
Teraz si predstaviť, že ste opäť so sprchou s vetrom. Ako je to možné, že dážď vás bude mať rovnaký, aj keď spustíte? Ide, ak ste sa pokúsili utiecť od dažďa, potom váš čas by spomalil a dážď - zrýchlený. Dažďové kvapky by prišli k chrbtom rovnakej rýchlosti. Vedci túto expanziu času nazývajú. Bez ohľadu na to, ako rýchlo sa pohybujete, váš čas spomaľuje, aspoň pre rýchlosť svetla, tento výraz je spravodlivý.
Merania dvojitosti
Tým, že Einstein a Lorenz zistili, to je, že dvaja ľudia môžu získať rôzne vypočítané hodnoty a najpodivnejšej veci, ktorú budú správne. Toto je ďalší vedľajší účinok, ktorý sa svetlo vždy pohybuje rovnakou rýchlosťou.
Strávime mentálny experiment
Predstavte si, že stojíte v strede svojej izby a nainštalovali ste lampu priamo uprostred miestnosti. Teraz si predstavte, že rýchlosť svetla je veľmi pomalá, a môžete vidieť, ako sa šíri, predstavte si, že ste zapli lampu.
Akonáhle zapnete lampu, svetlo spustí rozptýlenie a svetlo. Vzhľadom k tomu, obe steny sú v rovnakej vzdialenosti, svetlo dosiahne obe steny súčasne.
Teraz si predstavte, že vo vašej izbe je veľké okno a váš priateľ poháňa minulosť. Uvidí iného. Pre neho to bude vyzerať ako vaša izba sa pohybuje doprava a keď zapnete lampu, uvidí, že ľavá stena sa pohybuje na svetlo. A pravá stena sa pohybuje od svetla. Uvidí, že svetlo sa najprv dostalo do ľavej steny a potom vpravo. Zdá sa, že svetlo nezverilo obe steny súčasne.
Podľa teórie Einsteinovej relativity budú obe body pohľadu správne. Z vášho pohľadu, svetlo spadá do oboch stien súčasne. Z hľadiska vášho priateľa to nie je. Na tom nie je nič zlé.
Preto vedci hovoria, že "simultánnosť je relatívna." Ak zmerate dve veci, ktoré by sa mali stať v rovnakom čase, potom ten, kto sa pohybuje s inou rýchlosťou alebo iným smerom, nebude schopný ich merať rovnako s vami.
Zdá sa nám veľmi zvláštne, pretože rýchlosť svetla je pre nás okamih, a my sa s ním pohybujeme veľmi pomaly. Keďže rýchlosť svetla je taká veľká, nevšimneme si rýchlosť šírenia svetla, kým nebudeme vykonávať špeciálne experimenty.
Čím rýchlejšie sa predmet pohybuje, čím kratšia je menej
Ďalší veľmi podivný vedľajší účinok že rýchlosť svetla sa nemení. Pri rýchlosti svetla sa pohybujúce veci stávajú kratšie.
Opäť povedame, že rýchlosť svetla je veľmi pomalá. Predstavte si, že idete vo vlaku a nainštalovali ste lampu uprostred auta. Teraz si predstavte, že ste zapli lampu ako v miestnosti.
Svetlo sa šíri a zároveň dosahuje steny prednej a zadnej časti vozidla. Týmto spôsobom môžete dokonca merať dĺžku auta, meranie toho, ako dlho to trvalo svetlo na oslovenie oboch strán.
Budeme vypočítať:
Predstavte si, že 1 sekundu je potrebná na prejsť 10 metrov a že svetlo šírené z lampy na stenu vozňa bude trvať 1 sekundu. To znamená, že lampa sa nachádza vo vzdialenosti 10 metrov od oboch strán vozidla. Od 10 + 10 \u003d 20, potom je dĺžka vozíka 20 metrov.
Pozrime si, že váš priateľ je na ulici, sleduje, že vlak prechádza. Pamätajte, že vidí veci inak. Zadná stena vozidla sa pohybuje do lampy a predné pohybujú sa od neho. Svetlo sa teda nedotýka prednej a zadnej časti steny vozňa súčasne. Po prvé, svetlo príde na zadnú časť a potom na prednú časť.
Ak teda a vaše známe merajú rýchlosť šírenia svetla z lampy na steny, dostanete rôzne hodnoty, zatiaľ čo z hľadiska vedy budú oba výpočty správne. Len pre vás podľa meraní bude dĺžka vozidla jedna veľkosť, a pre známy dĺžku vozňa bude menej.
Pamätajte si, že celá vec je, ako a za akých podmienok meranie. Ak ste boli vo vnútri lietajúce raketa, ktorá sa pohybuje s rýchlosťou svetla, necítite nič nezvyčajné, na rozdiel od ľudí, ktorí merajú váš pohyb na Zemi. Nemohli ste pochopiť, že čas pre vás je pomalší alebo že predná a zadná časť lode sa zrazu stala priblížená.
Zároveň, ak ste leteli na rakete, zdá sa, že by ste boli, ako keby všetci planéty a hviezdy lietali okolo vás rýchlosťou svetla. V tomto prípade, ak sa pokúsite merať svoj čas a veľkosť, potom sa logicky spomalí a rozmery sú správne redukované?
To všetko bolo veľmi zvláštne a nepochopiteľné, ale Einstein ponúkol rozhodnutie a kombinovali všetky tieto fenomény do jednej teórie relativity.
Hovorí sa, že pohľad prišiel do Alberta Einstein v okamihu. Vedec údajne jazdil na električku Bernou (Švajčiarsko), pozrel sa na street hodinky a zrazu si uvedomil, že ak sa električka bola teraz prijatá na rýchlosť sveta, potom v jeho vnímaní by sa toto hodiny zastavili - a čas by nie. To ho viedlo k formulácii jednej z centrálnych postulátov relativity - aby rôzni pozorovatelia vnímali platnosť rôznymi spôsobmi, vrátane takýchto základných hodnôt ako vzdialenosti a času.
Hovoriaci vedeckým jazykom, v ten deň Einstein uvedomil, že popis akejkoľvek fyzickej udalosti alebo javu závisí od referenčné systémyv ktorom sa pozorovateľ nachádza. Ak cestujúci električky, napríklad kvapky okuliarov, potom pre ňu padnú vertikálne nadol, a pre chodcov stojaci na ulici, okuliare padnú cez parabolu, pretože električkou sa pohybuje, zatiaľ čo okuliare padajú. Každý má vlastný referenčný systém.
Hoci opisy udalostí počas prechodu z jedného referenčného systému na druhú sa menia, existujú aj univerzálne veci, ktoré zostali nezmenené. Ak namiesto opisu padajúcich bodov, opýtajte sa otázky práva prírody, čo spôsobuje ich pád, odpoveď na to bude rovnaká pre pozorovateľ v stacionárnom súradnicovom systéme, a pre pozorovateľa v systéme pohybujúcej sa koordinácie. Zákon distribuovaného hnutia je rovnako pôsobiaci na ulici av električke. Inými slovami, zatiaľ čo opis udalostí závisí od pozorovateľa, zákony prírody nie sú závislé, to znamená, že ako je zvyčajné hovoriť vo vedeckom jazyku, nemenný.Toto je princíp relativity.
Podobne ako akúkoľvek hypotézu, zásada relativity by sa mala skontrolovať korelovaním so skutočnými prírodnými javmi. Zo princípu relativity Einstein priniesol dve samostatné (aj aj súvisiace) teórie. Špeciálna alebo súkromná teória relativity Pochádza zo situácie, že zákony prírody sú sama o všetky referenčné systémy pohybujúce sa pri konštantnej rýchlosti. Všeobecná teória relativitytúto zásadu distribuuje na akýkoľvek referenčný systém, vrátane tých, ktoré sa pohybujú s zrýchlením. Špeciálna teória relativity bola publikovaná v roku 1905 a všeobecná teória relativity bola zložitejšia z hľadiska matematického prístroja bola ukončená Einstein do roku 1916.
Špeciálna teória relativity
Väčšina paradoxných a na rozdiel od intuitívnych myšlienok o svete účinkov, ktoré vznikajú pri jazde pri rýchlosti blízkej rýchlosti svetla, sa predpovedajú presne špeciálnou teóriou relativity. Najslávnejší z nich je účinok spomalenia hodín, alebo efekt spomalenia času. Sledujte pohybujúce sa vzhľadom na pozorovateľovi choď pomalšie ako presne tie isté hodiny v rukách.
Čas v súradnicovom systéme, ktorý sa pohybuje s rýchlosťou v blízkosti rýchlosti svetla, vzhľadom na pozorovateľ tiahne a priestorová dĺžka (dĺžka) predmetov pozdĺž osi smeru pohybu - naopak, je komprimovaný. Tento účinok známy ako lorentz Fitzgerald, Bol opísaný v roku 1889 írskym fyzikou George Fitzgerald, 1851-1901 a doplnený v roku 1892 holandským Handtrick Lorenzom (Hendrick Lorentz, 1853-1928). Zníženie Lorentz-Fitzgerald vysvetľuje, prečo skúsenosť Michelson-Morley pri určovaní rýchlosti pohybu Zeme vo vesmíre cez merania "esenciálneho vetra" negatívny výsledok. Neskôr Einstein zahŕňal tieto rovnice do špeciálnej teórie relativity a doplnil ich podobný konverzný vzorec pre hmotnosť, podľa ktorej telesná hmotnosť sa tiež zvyšuje, pretože telesná sadzba sa približuje rýchlosti svetla. Tak, pri rýchlosti 260 000 km / s (87% rýchlosti svetla), hmotnosť predmetu z hľadiska pozorovateľa umiestneného v referenčnom systéme Restancinging sa bude zdvojnásobiť.
Vzhľadom k tomu, Einstein, všetky tieto predpovede, ako keby protichodný zdravý rozum, zdalo sa, že sú plne a priame experimentálne potvrdenie. V jednom z najvýznamnejších experimentov, učencov University of Michigan umiestnili ultra presné atómové hodiny na palube leteckej dopravy, ktorý mal pravidelné transatlantické lety a po návrate na letisko, ich svedectvo bolo skrútené. Ukázalo sa, že hodiny v lietadle sa postupne zaostávali za kontrolami viac a viac (ak áno, môžete ho dať, keď hovoríme o zlomkoch sekundy). V poslednej polovici storočia vedci preskúmať základné častice na obrovské hardvérové \u200b\u200bkomplexy, ktoré sa nazývajú urýchľovače. Vo nim sa zväzky nabitých čiastkových častíc (ako sú protóny a elektróny) urýchľujú rýchlosti v blízkosti rýchlosti svetla, potom sú rôzne jadrové ciele sú číre. V takýchto experimentoch musia urýchľovače zohľadniť zvýšenie hmotnosti zrýchlených častíc - inak výsledky experimentu jednoducho nebudú podľahnúť rozumnú interpretáciu. A v tomto zmysle, špeciálna teória relativity sa dlhodobo prenesie z plnenia hypotetických teórií do oblasti aplikovaných inžinierskych nástrojov, ktoré sa používajú na par s zákonmi mechaniky Newtonovej.
Návrat do Newtonových zákonov, rád by som si všimol, že špeciálna teória relativity, hoci externe odporuje zákonom klasickej newtonovej mechaniky, v skutočnosti, takmer presne reprodukuje všetky obvyklé rovnice zákonov Newtonov, ak sa uplatňuje na opis Telá sa pohybujú rýchlosťou výrazne menej ako rýchlosť svetla. To znamená, že špeciálna teória relativity nezruší newtonovskú fyziku, ale rozširuje a dopĺňa ho.
Princíp relativity tiež pomáha pochopiť, prečo je to rýchlosť svetla, a nie iné, hrá takú dôležitú úlohu v tomto modeli štruktúry sveta - táto otázka je požiadaná mnohí z tých, ktorí sa najprv stretli s teóriou relativity. Rýchlosť svetla vyniká a zohráva osobitnú úlohu univerzálnej konštanty, pretože je určená podľa prírodovedného práva. Na základe princípu relativity, rýchlosť svetla vo vákuu c. V akomkoľvek referenčnom systéme. Zdalo sa, že je v rozpore so zdravým zmyslom, pretože sa ukáže, že svetlo z pohybujúceho zdroja (s akoukoľvek rýchlosťou, ktorú sa pohyboval) a zároveň príde na pozorovateľa. To je však tak.
Vzhľadom na svoju osobitnú úlohu v zákonoch prírody, rýchlosť svetla zaberá centrálne miesto a vo všeobecnej teórii relativity.
Všeobecná teória relativity
Všeobecná teória relativity sa aplikuje na všetky referenčné systémy (a nielen pohybovať s konštantnou rýchlosťou voči sebe navzájom) a vyzerá matematicky oveľa ťažšie ako špeciálne (ako je medzera jedenásť rokov splatná medzi ich publikáciou). Zahŕňa osobitný prípad špeciálnej teórie relativity (a preto Newtonove zákony). V rovnakej dobe, všeobecná teória relativity ide oveľa ďalej ako všetky jeho predchodcovia. Poskytuje najmä novú interpretáciu gravitácie.
Všeobecná teória relativity robí svet štvorrozmerný: čas sa pridáva do troch priestorových rozmerov. Všetky štyri rozmery sú neoddeliteľné, takže to nie je o priestorovej vzdialenosti medzi dvoma objektmi, pretože sa koná v trojrozmernom svete, ale o medzera-časové intervaly medzi udalosťami, ktoré kombinujú ich odľahlosť od seba - v čase, ako aj v čase priestor. To znamená, že priestor a čas sa považujú za štvorrozmerné kontinuum priestoru alebo jednoducho, vesmírny čas. V tomto kontinue sa pozorovatelia pohybujú voči sebe môžu dokonca uveriť, či sa dve udalosti vyskytli súčasne - alebo jeden predchádzal druhým. Našťastie pre našu zlá myseľ, pred porušením kauzálnych vzťahov sa prípad nedosiahne - to znamená, že existencia súradnicových systémov, v ktorých dve udalosti vyskytujú v rôznych sekvenciách, dokonca aj celková teória relativity neumožňuje.
Zákon World Newton nám hovorí, že existuje sila vzájomnej atrakcie medzi dvoma orgánmi vo vesmíre. Z tohto hľadiska sa Zem otáča okolo Slnka, pretože medzi nimi pôsobia sily vzájomnej atrakcie. Celková teória relativity nás však robí pozrieť na tento fenomén inak. Podľa tejto teórie je gravitáciou dôsledkom deformácie ("zakrivenie") elastického tkaniva priestoru vplyvu pod vplyvom hmoty (s ťažším telom, napríklad slnkom, silnejší priestor "začína" a tým viac, resp. Jeho gravitačným poľom). Predstavte si tesnú uchytenú tkaninu (druh trampolíny), ktorý je umiestnený masívny loptu. Canvas sa deformuje hmotnosťou lopty a kvet vo forme lievika je vytvorený okolo neho. Podľa všeobecnej teórie relativity, zem sa obracia okolo slnka ako malá guľa, brúsená jazda okolo kužeľa lievika vytvorená v dôsledku "práce" priestor-čas priestoru s ťažkým balónom - slnkom. A skutočnosť, že sa nám zdá, že silu gravitácie je v skutočnosti, v skutočnosti čisto externý prejav zakrivenia vesmíru, a vôbec nie v newtonovskom porozumení vôbec. K dnešnému dňu, najlepšie vysvetlenie povahy gravitácie, ktorá nám dáva celkovú teóriu relativity, ktorá sa nenašla.
Je ťažké skontrolovať všeobecnú teóriu relativity, pretože v konvenčných laboratórnych podmienkach jeho výsledky takmer úplne zhodujú so skutočnosťou, že predpovedá zákon spoločnosti Newtonovho globálneho. Bolo vytvorených niekoľko dôležitých experimentov a ich výsledky umožňujú zvážiť potvrdenú teóriu. Okrem toho, celková teória relativity pomáha vysvetliť javy, ktoré pozorujeme vo vesmíre - napríklad menšie odchýlky ortuti z stacionárnej dráhy, nevysvetliteľné z hľadiska klasickej mechaniky Newtonovej, alebo zakrivenie elektromagnetického žiarenia vzdialeného Hviezdy, keď prechádza v bezprostrednej blízkosti Slnka.
Výsledky, ktoré predpovedajú celkovú teóriu relativity, sú zrejmé odlišné od výsledkov, ktoré predpovedali zákony Newtonov, len v prítomnosti supravných gravitačných oblastí. To znamená, že pre úplnú kontrolu celkovej teórie relativity buď merania ultra-merania veľmi masívnych predmetov alebo čiernych otvorov, na ktoré nie sú použiteľné žiadne obvyklé intuitívne myšlienky. Takže vývoj nových experimentálnych metód na overenie teórie relativity zostáva jednou z najdôležitejších úloh experimentálnej fyziky.
Oto a RTH: Niektoré akcenty
1. V nespočetných kníh - monografie, učebnice a populárne vedecké publikácie, ako aj v rôznych typoch článkov - čitatelia sú zvyknutí vidieť zmienku o všeobecnej teórii relativity (z) ako jedného z najväčších úspechov nášho storočia, o Nádherná teória, o nepostrádateľných nástrojoch modernej fyziky a astronómie. Medzitým z článku A. A. LOGUNOV, učia sa, že podľa jeho názoru je potrebné odmietnuť, že je to zlé, nekonzistentné a protichodné. Preto podľa výmeny niektorých inej teórie a osobitne postavenej A. A. LOGUNOV a jej zamestnancami relativistickej teórie gravitácie (RTG).
Je taká situácia možná, keď sa veľmi veľa mýli pri hodnotení z existujúceho a študuje viac ako 70 rokov, a len niekoľko ľudí vedených A. A. LOGUNOV skutočne zistil, že by sa mal vyhodiť? Väčšina čitateľov čaká na odpoveď: je to nemožné. V skutočnosti môžem odpovedať len opačným spôsobom: a "taký" v zásade možno to nie je o náboženstve, ale o vede.
Zakladatelia a proroci rôznych náboženstiev a slovesá vytvorili a vytvorili svoje "posvätné knihy", ktorého obsah je vyhlásený za pravdu v poslednom prípade. Ak niekto pochyboval, tým horší pre neho sa stane heretikom s následkami, ktoré sú tu, často aj krvavé. A je lepšie nemyslieť vôbec, ale veriť, po slávnom vzorec jednej z lídrov Cirkvi: "Verím, pre smiešne." Vedecký svetonázor je radikálne oproti: nevyžaduje nič, aby sa na vieru, vám umožní pochybovať o všetkom, nerozpoznáva Dogma. Pod vplyvom nových faktov a úvah je to možné nielen možné, ale je potrebné, ak je to opodstatnené, zmeniť svoj názor, nahradiť nedokonalú teóriu dokonalejšiu alebo povedzme, nejako zovšeobecniť starú teóriu. Podobná situácia a vo vzťahu k osobnostiam. Zakladatelia vievníkov sú považované za neomylné, a napríklad katolíci aj živá osoba - "vládnuce" pápež - vyhlásený neomylným. Veda nevie zriedkavé. Veľké, niekedy dokonca výnimočné, rešpekt, ktoré fyzici (budú hovoriť o fyzikoch), zažívajú veľkým zástupcom ich profesie, najmä takýchto Titanov, ako je Isaac Newton a Albert Einstein, nemá nič spoločné s kanonizáciou svätých, s demitom. A skvelí fyzici sú ľudia a všetci ľudia majú svoje slabé stránky. Ak hovoríme o vede, ktorá nás tu zaujíma, potom najväčší fyzici sú ďaleko od vždy, a nie vo všetkom, čo mali pravdu, rešpektovanie pre nich a uznanie ich zásluh nie je založené na neomylosti, ale o tom, že oni Podarilo sa mu obohatiť Veda nádherné úspechy, pozri a hlbšie svojimi súčasníkmi.
2. Teraz je potrebné prebývať požiadavky na základné fyzikálne teórie. Po prvé, takáto teória musí byť úplná v oblasti jeho použiteľnosti, alebo, ako môžem hovoriť podmienečne na stručnosť, by mala byť konzistentná. Po druhé, fyzická teória by mala byť primeraná fyzickej realite, alebo jednoduchšie sa koordinovať s experimentmi a pozorovaniami. Mohli by sa uviesť ďalšie požiadavky, predovšetkým dodržiavanie zákonov a pravidiel matematiky, ale všetko je určené.
Vysvetlime príklad klasickej, nerelatativistickej mechaniky - mechaniky Newtonovej v súvislosti s najjednoduchším v zásade problém pohybu niektorého "bodu" častíc. Ako viete, úloha takejto častice v úlohách nebeských mechanikov môže hrať celú planétu alebo jej satelit. V súčasnosti t 0. Častica je v bode A. So súradnicami x ia.(t 0.) a má rýchlosť v IA.(t 0.) (tu i. \u003d L, 2, 3, pre polohu bodu v priestore je charakterizovaná tromi súradnicami a rýchlosť je vektor). Potom, ak všetka sila pôsobiaca na častice, zákony mechaniky vám umožnia určiť situáciu B. a rýchlosť častíc V I. V každom nasledujúcom čase t.To znamená, že nájdete dosť určité hodnoty x ib.(t.) a V. IB.(t.). A čo by sa stalo, keby sa použili zákony mechaniky, neposkytli jednoznačnú odpoveď a povedzme, v našom príklade predpovedal, že častice v súčasnosti t. môže byť buď v mieste B.alebo v úplne inom mieste C.? Je jasné, že takáto klasická (bezfarebná) teória by bola neúplná, alebo podľa uvedenej terminológie, nekonzistentné. Buď by potrebovala doplniť, čo ju robí jednoznačným, alebo zlikvidovať. Newtonova mechanika, ako je uvedené, je konzistentne - otázky v oblasti svojej pôsobnosti a uplatniteľnosti, dáva jednoznačné a dobre definované odpovede. Uspokojí mechaniku Newton a druhá spomínaná požiadavka - výsledky získané na nej (a konkrétne súradnicové hodnoty x I.(t.) a rýchlosť v I. (t.)) V súlade s pozorovaniami a experimentmi. To je dôvod, prečo všetci nebeskí mechanika - popis pohybu planét a ich satelitov - až do úplného času, a s plným úspechom, na newtonovskej mechanike.
3. Ale v roku 1859 Levier zistil, že pohyb najbližšie k Sun Planet - Merkúr je o niečo odlišný od Newtonovho predpovedaného mechanika. Konkrétne to bolo, že perihelium je bod eliptickej dráhy planéty najbližšie k Slnku - otočí sa na uhlovej rýchlosti na 43 uhlových sekundách v storočí, ktorá sa líši od toho, ktorá by sa mala očakávať pri zohľadnení všetkých známych zrejmostí od iné planéty a ich satelity. Ešte skôr, pákový efekt a Adams čelila podobným, v skutočnosti, situácia pri analýze pohybu uránu - najľahšie odľahlej planéty zo slnka zo všetkých známych v tej dobe. A zistili vysvetlenie na uváženie výpočtovej techniky s pripomienkami, čo naznačuje, že ešte vzdialenejšia planéta bola ovplyvnená hnutím Urán, nazývaný Neptún. V roku 1846, Neptún bol skutočne objavený na predpokladanom mieste, a táto udalosť je zaslúžene považovaná za triumf newtonovskej mechaniky. Je to celkom prirodzené, že Leverier sa snažil vysvetliť a spomenul anomáliu v pohybe ortuti o existenciu neznámej planéty - v tomto prípade určitá planéta sopka pohybujúca sa ešte bližšie k slnku. Ale už druhýkrát, "zaostrenie zlyhalo" - neexistuje sopka. Potom začali snažiť zmeniť newtonovský svet globálneho rastu, podľa ktorého gravitačná sila pri uplatňovaní slnka - planéta sa líši podľa zákona
kde ε je niektoré malé množstvo. Mimochodom, podobný príjem sa používa (hoci bez úspechu) a dnes vysvetliť niektoré z nejasných otázok astronómie (hovoríme o probléme skrytej hmoty; pozri napríklad citovaný pod autorovou knihou "o fyzike a Astrofyzika ", s. 148). Ale preto, že hypotéza má hrubú teóriu, je potrebné vychádzať z niektorých zásad, špecifikovať hodnotu parametra ε, vytvárať sériovú teoretickú schému. Toto bolo zlyhané nikomu a otázka otáčania perihelia ortuti zostala otvorená až do roku 1915. To bolo potom, vo výške prvej svetovej vojny, keď sa o abstraktné problémy fyziky a astronómie zaujímalo len takýchto niekoľkých ľudí, Einstein dokončil (po približne 8 rokoch stresujúceho úsilia), vytvorenie všeobecnej teórie relativity. Osvetlila túto poslednú fázu v konštrukcii nadácie Oto, bolo v troch krátkych článkoch, oznámené a napísané v novembri 1915. V druhom, hlásení 11. novembra, Einstein na základe OTO vypočítal ďalší v porovnaní s Newtonovou Rotate Perigelia Mercury, ktorá sa ukázala byť rovnaká (v radiánoch pre jeden obrat planéty okolo Slnka)
a c. \u003d 3 · 10 10 cm · C-1 - rýchlosť svetla. Pri prechode k poslednému výrazu (1) bol použitý tretí Kepler zákon
| a. 3 = | Gm. ☼ | T. 2 |
| 4π 2. |
kde T. - obdobie konverzie planéty. Ak vo vzorci (1) nahradí najznámejšie hodnoty všetkých hodnôt, ako aj na výrobu elementárnej prepočet z radiánov pre obrat, aby sa otočil v uhlových sekundách (znamenie ") v storočí, potom prídeme na hodnotu ψ \u003d 42 ".98 / storočia. Pripomienky sa zbližujú s týmto výsledkom s presnosťou, ktorá sa dosiahla teraz asi ± 0 ".1 / storočia (Einstein vo svojej prvej práci používali menej presné údaje, ale v rámci chýb dostali úplný súhlas teórie s pripomienkami). Vzorec (1) je uvedený vyššie, po prvé, jeho jednoduchosť je jasná, tak často chýba v matematicky zložitých fyzikálnych teóriách, vrátane v mnohých prípadoch av OTO. Po druhé, toto je hlavná vec, od (1) je jasné, že rotácia perigelium vyplýva z OTO bez toho, aby bolo potrebné prilákať akékoľvek nové neznáme trvalé alebo parametre. Preto výsledok prijatý Einsteinom sa stal skutočným triumfom OTO.
V najlepšom zo mňa, slávne biografie Einstein hovorí a odôvodňuje názor, že vysvetlenie otáčania perieglia ortuti bolo "najsilnejšou emocionálnou udalosťou pre celý vedecký život Einstein, a možno vo svojom celom živote." Áno, bola to "hviezda hodina" Einstein. Ale je to pre seba. Z mnohých dôvodov (stačí spomenúť vo vojne) pre právo na prístup k svetovej aréne, oba tieto teórie aj jeho tvorcu "Star-Hour" sa stali ďalšou udalosťou, ktorá sa stala o 4 roky neskôr - v roku 1919. Faktom je to V rovnakej činnosti, v ktorej sa získal vzorec (1), Einstein dosiahol dôležitú predikciu: Rámy svetla prechádzajúceho v blízkosti slnka sú povinné byť zakrivené a ich odchýlka by mala byť
|
(2) |
kde r. - v blízkosti vzdialenosti medzi lúčom a stredom slnka a r. ☼ \u003d 6.96 · 10 10 cm - polomer Slnka (presnejšie, polomer solárneho photosphere); Maximálna odchýlka, ktorú možno pozorovať, je teda 1,75 uhlové sekundy. Bez ohľadu na to, koľko takéhoto uhla (o tomto uhle je dospelý viditeľný zo vzdialenosti 200 km), môže sa merať už v tom čase optická metóda fotografovaním hviezd na oblohe v okolí Slnka. Takéto pripomienky boli vyrobené dvoma anglickými expedíciami počas úplného zatmenia Slnka 29. mája 1919. Účinok žiarenia odchýlok v poli Slnka bol inštalovaný so všetkou istotou a je súhlas s vzorcom (2), hoci presnosť meraní spôsobených účinkom účinku bol malý. Odchýlka je však dvakrát menej ako podľa (2), t.j. na 0 ".87, bol vylúčený. Ten je veľmi dôležitý, pretože odchýlka je 0 ".87 (kedy r. = r. ☼) Môže byť už získaná z novej teórie (možnosť odchýlky svetla v samotnom gravitačnom poli ešte zaznamenaná spoločnosťou Newton a výraz pre uhol odchýlky, dvakrát menej ako podľa vzorca (2), bol Získané v roku 1801; Ďalšia vec je, že táto predpoveď bola zabudnutá a Einstein o ňom nevedel). Dňa 6. novembra 1919 boli výsledky expedícií hlásené v Londýne na spoločnom zasadnutí kráľovskej spoločnosti a kráľovskej astronomickej spoločnosti. Čo zaujali, je jasné, z toho, čo J.J. Thomson povedal na tomto stretnutí: "Toto je najdôležitejší výsledok získaný v súvislosti s teóriou gravitácie od Newtonovho Times ... predstavuje jeden z najväčších úspechov ľudskej myšlienky."
Účinky zo slnečnej sústavy, ako sme videli, veľmi malé. To je vysvetlené skutočnosťou, že gravitačná oblasť slnka (nehovoriac o planétach) je slabá. Ten znamená, že nový gravitačný potenciál slnka
Pripomeňme, že výsledok známy zo školského priebehu fyziky: pre kruhové dráhy planét | φ ☼ | \u003d V 2, kde V je rýchlosť planéty. Z tohto dôvodu, slabosť gravitačného poľa môže byť charakterizovaná viac vizuálnym parametrom v 2 / c. 2, ktorý pre solárny systém, ako sme videli, nepresahuje hodnotu 2,12 · 10 - 6. Na Zeme Orbit V \u003d 3 · 10 6 cm · C - 1 a V 2 / c. 2 \u003d 10 - 8, pre blízke satelity Zeme V ~ 8 · 10 cm · C - 1 a V 2 / c. 2 ~ 7 · 10 - 10. Preto kontrola uvedených účinkov účinkov aj s presnosťou 0,1% dosiahnutého, to znamená, že s chybou, ktorá nepresahuje 10 - 3 z nameranej hodnoty (povedzme, odchýlky svetelných lúčov v oblasti Slnka), robí ešte neumožňujú komplexne kontrolovať poradie objednávky
O meraniach s požadovanou presnosťou, povedzme, že odchýlky lúčov v rámci solárneho systému môže snívať len snívať. Projekty príslušných experimentov sa však už diskutuje. V súvislosti s komplikovanou fyzikou a hovoria, že od testovania hlavne len pre slabé gravitačné pole. Ale my (v každom prípade) nejakým spôsobom si neuvidím jednu dôležitú okolnosť. Bolo po spustení 4. októbra 1957 prvého satelitu Zeme, sa vesmírna navigácia začala rýchlo rozvíjať. Pre pristávacie zariadenia na Marse a Venuša, s rozpätím v blízkosti Phobos, atď. Je to už potrebné vypočítať presnosť metrom (s vzdialenosťami zo Zeme rádovo sto miliárd metrov), keď sú účinky OTO sú dosť významné . Preto sú výpočty v súčasnosti prebiehajú na základe výpočtových schém, ktoré organicky zohľadňujú. Pamätám si, ako pred niekoľkými rokmi jeden reproduktor - špecialista na vesmírnu navigáciu - ani nerozumela moje otázky o presnosti kontroly od. Odpovedal: berieme do úvahy od našich inžinierskych výpočtov, inak nie je možné pracovať, všetko sa správne ukáže, čo ešte prianie? Je možné si želať, samozrejme, veľa, ale zabudnúť, že abstraktná teória už nie je abstrakt, ale nie je používaný s "inžinierskymi výpočtami".
4. Vzhľadom na načrtnutú kritiku, z A. A. LOGUNOV, zdá sa, že je mimoriadne úžasné. Ale v súlade s tými, ktorí boli povedané na začiatku tohto článku, je nemožné spomenúť túto kritiku bez analýzy. Ešte viac nemožné, nie je možné vyjadriť úsudok o RTG navrhnutom A. LOGUNOV, relativistickou teóriou gravitácie.
Bohužiaľ, je absolútne nemožné vykonávať takúto analýzu na stránkach vedeckých a populárnych publikácií. Vo svojom článku A. A. LOGUNOV, v podstate vyhlasuje a pripomienkou k jeho pozícii. Nemôžem sem a ja.
Sme preto presvedčení, že OTO je konzistentná fyzická teória - všetko je správne a jasne stanovuje otázky povolené v oblasti svojej uplatniteľnosti, resp. Dáva jednoznačnú odpoveď (ten, ktorý odkazuje, najmä oneskorenie signálov počas umiestnenia planéty). Netrpí žiadne matematické alebo logické chyby. Je však potrebné vysvetliť, že je potrebné vyššie pri používaní zámen "my". "My" sme, samozrejme, ja sám, ale aj všetci tí sovietski a zahraničnými fyzikmi, s ktorými som musel diskutovať, a v niektorých prípadoch kritizuje A. A. LOGUNOV. Skvelé Galiley štyri storočia predviedol: V záležitostiach vedy je názor je drahší ako názory tisícov. Inými slovami, vedecké spory nie sú vyriešené väčšinou hlasov. Na druhej strane je však celkom zrejmé, že názor mnohých fyzikov, všeobecne povedané, výrazne presvedčivejšie, alebo je lepšie povedať, spoľahlivejšie a vážiace, názory jednej fyziky. Preto je tu dôležitý prechod z "I" na "my".
Bude to užitočné a vhodné, dúfam, že urobím ďalšie pripomienky.
Prečo A. A. LOGUNOV Toľko nemá rád? Hlavným dôvodom je, že v Oto, vo všeobecnosti nehovorí, neexistuje žiadny koncept o energetike a hybnosti v obvyklých elektrolytamoch formulára a hovoriť slovami, existuje odmietnutie "od prezentácie gravitačného poľa ako klasické pole typu Faraday-Maxwell, ktorý má dobre definovanú hustotu energie-impulznej hustoty. Áno, druhý v tom zmysle je pravdivý, ale je vysvetlený tým, že "v Riemannianskej geometrii všeobecne nie je potrebná symetria, pokiaľ ide o zmeny a otočenia, to znamená, že nie je ... Space-Time Hodnotenie skupiny. Geometria rovnakého času podľa OTO je Riemannianová geometria. To je dôvod, prečo, najmä lúče svetla odchýliť od priamky, prechádzajúcej v blízkosti slnka.
Jedným z najväčších úspechov matematiky z minulého storočia bol vytvorenie a rozvoj Lobachevského, Boyiaiho, Gaussa, Riemanna a ich nasledovníkov Geometrie na nefukciu. Potom vznikla otázka: Aká je geometria fyzického priestoru, v ktorej žijeme? Ako už bolo uvedené, podľa tejto geometrie Nevklidovej, Riemanova a nie pseudo-Dieťa Geometria Minkowski (o tejto geometrii opísanej podrobnejšie v článku A. LOGUNOVA). Táto geometria Minkowski sa objavila, možno povedať, produkt špeciálnej teórie relativity (čerpacie stanice) a prišiel nahradiť absolútny čas a absolútny priestor Newtonu. Posledné priamo pred vytvorením sto v roku 1905 sa snaží identifikovať s Lorentzovým fixným esterom. Ale z Lorentz éteru, ako aj od absolútne fixného mechanického prostredia, pretože odmietli, že všetky pokusy o všimnutie prítomnosti tohto prostredia neboli korunovaní úspechom (mám na mysli Michelsonove skúsenosti a niektoré ďalšie experimenty). Hypotéza, že fyzický priestor-čas nevyhnutne presne priestor Minkowski, ktorý A. A. LOGUN je prijatý ako základný, je veľmi ďalekosiahly. Je to v tom zmysle podobné hypotéze o absolútnom priestore a mechanickému éteru a, ako sa zdá, že je, zostáva a zostáva úplne zbytočné, kým neuvádzajú žiadne argumenty založené na pozorovaniach a experimentoch. A takéto argumenty sú aspoň teraz neprítomné. Odkazy na analógiu s elektrodynamikou a ideálmi nádherných fyzikov posledného storočia Faraday a Maxwell No presvedčivým v tomto ohľade nemajú.
5. Ak hovoríme o rozdiele medzi elektromagnetickým poľom a následne elektrolytodybnou látkou a gravitačným poľom (oddeleným teóriou takejto poľa), potom je potrebné poznamenať nasledovné. Výber referenčného systému je zničený (obrátiť sa na nulu) aj lokálne (v malej oblasti), všetky elektromagnetické pole nie je možné. Preto, ak je hustota energie elektromagnetického poľa
| W. = | E. 2 + H. 2 |
| 8π. |
(E. a H. - Napätie elektrických a magnetických polí sa líši od nuly v určitom referenčnom systéme, bude sa líšiť od nuly a v akomkoľvek inom referenčnom systéme. Gravitačné pole, zhruba, oveľa silnejšie závisí od výberu referenčného systému. Tak, homogénne a konštantné gravitačné pole (t.j. zrýchlenie zrýchlenia g. Častice umiestnené v ňom, nezávisle od súradníc a času), môžu byť úplne "zničené" (reverzné nulové) prechodom na jednotný referenčný systém zrýchlený. Táto okolnosť, ktorá predstavuje základný fyzický obsah "zásady ekvivalencie", prvýkrát zaznamenal Einstein v článku, ktorý bol uverejnený v roku 1907 a bol prvým spôsobom na vytvorenie z OTO.
Ak chýba gravitačná oblasť (najmä zrýchlenie spôsobené nimi g. Rovnako nula), je nula a hustota energie zodpovedajúcej. Je zrejmé, že v otázke hustoty energie (a impulzu) sa teória gravitačného poľa by sa mala radikálne líšiť od teórie elektromagnetického poľa. Takéto vyhlásenie sa nemení z dôvodu, že vo všeobecnom prípade nemôže byť gravitačná oblasť "zničená" výberom referenčného systému.
Einstein to pochopil pred rokom 1915, keď dokončila vytvorenie z. Tak, v roku 1911, napísal: "Samozrejme, že je nemožné nahradiť akúkoľvek oblasť gravitácie nahradiť systém systému bez gravitačného poľa, rovnako ako nemôžete transformovať všetky body ľubovoľne pohybujúceho sa prostredia smerom k relativistickému prostrediu transformácie. " Ale výňatok z článku 1914: "Prednesieme inú poznámku, aby sme eliminovali nedorozumenie návrhu. Podporovateľ obvyklého modernej teórie relativity (ide o sto V. L. G.) so známym správne hovormi "zjavnou" rýchlosťou materiálu. Je to, môže si vybrať referenčný systém tak, že bod materiálu má rýchlosť rovnú nulu v súčasnosti. Ak existuje systém materiálov, ktoré majú rôzne rýchlosti, už nemôže zadať takýto referenčný systém tak, aby rýchlosť všetkých bodov materiálu v porovnaní s týmto systémom bola nulová. Podobne, fyzik, ktorý stojí v našom pohľade, môže nazvať "zdanlivým" gravitačným poľom, pretože zodpovedajúca voľba zrýchlenia referenčného systému, môže dosiahnuť, že v určitom bode priestoru-čas, gravitačné pole aplikovalo na nulu. Je však pozoruhodné, že odvolanie na nulu gravitačnej oblasti prostredníctvom transformácie vo všeobecnom prípade nemožno dosiahnuť pre rozšírené gravitačné oblasti. Napríklad gravitačné pole Zeme nie je možné rovnať nule výberom vhodného referenčného systému. " Nakoniec, už v roku 1916, odpovedať na kritiku z OTO, Einstein opäť zdôraznil to isté: "V žiadnom prípade nie je možné povedať, že oblasť gravitácie je vysvetlená voči čistým kinematicky:" kinematický, \\ t Dynamické chápanie gravitácie je nemožné. Nemôžeme získať žiadne gravitačné pole jednoduchým urýchľovaním jedného systému koordinácie Galilean v porovnaní s ostatnými, pretože tento spôsob je možné získať oblasti iba určitej štruktúry, ktorá by však mala dodržiavať rovnaké zákony ako všetky ostatné gravitačné oblasti. Toto je ďalšia formulácia princípu ekvivalencie (konkrétne na uplatňovanie tejto zásady pre gravitáciu). "
Nemožnosť "kinematického chápania" gravitácie v kombinácii s princípom ekvivalencie a spôsobuje prechod na geometriu Pseudo-Dieťa Pseudo-Dieťa na Riemanian Geometria (v tejto geometrii, má medzera, všeobecne hovoriť, odlišná od nulového zakrivenia; prítomnosť takýchto zakrivenie a rozlišuje "skutočné" gravitačné pole z "kinematic"). Určujú sa fyzické vlastnosti gravitačného poľa, opakujú ho a radikálnu zmenu v úlohe energie a pulzu v OTO v porovnaní s elektrodynamikou. V rovnakej dobe, aj použitie Riemannianskej geometrie a neschopnosť uplatňovať energetické reprezentácie známe z elektrodynamiky, nebráni, ako už bolo zdôraznené vyššie, skutočnosť, že úplne jednoznačné hodnoty pre všetky pozorované hodnoty možno vypočítať z a môže vypočítať (uhol odchýlky svetelných lúčov, zmien obhospodarovania v planétach a dvojitých pulzákov atď.).
Bude pravdepodobne za zmienku, že skutočnosť, že z elektrodynamiky môže byť formulovaná a v obvyklej elektrolynamike s použitím koncepcie hustoty energetickej pulze (na to, pozri citovaný článok YA. B. Zeldovich a LP Grischuk. Avšak, zavedené tento priestor Minkowski je čisto fiktívny (nepozorovateľná), a hovoríme len o tom istom OTO napísané v neštandardnej forme. Medzitým je to opakovateľné, AA LOGUNOV považuje za Minkovský skutočný fyzický priestor, ktorý ho používa v Relativistická teória gravitácie (RTG), a preto pozoroval priestor.
6. V tejto súvislosti je obzvlášť dôležitý druhý z otázok uvedený v titulnej článku: či je zodpovedná fyzická realita? Inými slovami, čo hovoria skúsenosť - Najvyšší sudca pri riešení osudu akejkoľvek fyzickej teórie? Tento problém - experimentálna kontrola OTO je venovaná mnohým článkom a knihám. Záver je úplne definovaný - všetky existujúce experimentálne údaje alebo pozorovania alebo potvrdzujú OTO, alebo ho nie sú v rozpore. Ako sme však už uviedli, kontrola sa vykonáva a vyskytuje sa predovšetkým len v slabom gravitačnom poli. Okrem toho má akýkoľvek experiment obmedzenú presnosť. V ťažkých gravitačných oblastiach (zhruba hovoriť, v prípade, keď je pomer φ | c. 2 nestačí; Pozri vyššie) z ešte dosť plne testovaných. Na tento účel je možné prakticky používať iba astronomické metódy týkajúce sa veľmi vzdialeného priestoru: štúdium neutrónových hviezd, dvojité pulzy, "čierne diery", rozšírenie a budovy vesmíru, ako sa hovorí "vo veľkom" - na obrovských priestoroch, ktoré sú merané miliónmi a miliardami svetlá rokov. Veľa v tomto smere už bolo vykonané a hotové. Stačí spomenúť štúdie duálneho PULSAR PSR 1913 + 16, pre ktoré (ako všeobecne pre neutrónové hviezdy) parameter | Podnik c. 2 už asi 0,1. Okrem toho, v tomto prípade bolo možné identifikovať účinok objednávky (v / c.) 5 spojené s emisiou gravitačných vĺn. V najbližších desaťročiach existujú ešte viac príležitostí na štúdium procesov v silných gravitačných oblastiach.
Sprievodca hviezda v tomto vzrušujúcom výskume je prvá z nich. Súčasne sú tiež diskutované niektoré ďalšie možnosti - iné, ako niekedy hovoria, alternatíva, gravitácie teória. Napríklad v OTO, as v teórii sveta Newton, gravitačná konštanta G. Skutočne sa považuje za konštantnú hodnotu. Jedna z najznámejších teórie gravitácie, zovšeobecnenie (alebo presnejšie, rozširujúce sa), je teória, v ktorej sa gravitačná "konštantná" už považuje za novú skalárovú funkciu - sumu závislú od súradníc a času. Pripomienky a merania však naznačujú, že možné relatívne zmeny G. V priebehu času, veľmi malé - make-up, zrejme, nie viac ako stamlard ročne, to znamená dG. / dt.| / G. < 10 – 11 год – 1 . Но когда-то в прошлом изменения G. Zohrávať úlohu. Všimnite si, že aj bez ohľadu na otázku nekonečnosti G. Predpoklad existenciou v reálnom čase, okrem gravitačného poľa g ik.Tiež nejaké skalárne pole ψ je smer trupu v modernej fyzike a kozmológii. V iných alternatívnych teóriách gravitácie (pre nich pozri vyššie uvedené vyššie uvedené v poznámke 8 knihy K. Will) sa líši alebo zhrnutí iným spôsobom. Proti príslušnej analýze, samozrejme, nie je možné namietať, pretože to nie je dogma, ale fyzická teória. Okrem toho vieme, že od teórie necesia, samozrejme musí byť zovšeobecnené na kvantovej oblasti, ktorá ešte nie je k dispozícii známym gravitačným experimentom. Samozrejme, toto všetko nevieme.
7. A. A. LOGUNOV, odklon od kritiky z celých 10 rokov už nejakú alternatívu - teória gravitácie sa odlišuje od OTO. Zároveň sa počas práce zmenilo veľa, a možnosť teórie (toto je RTG) je obzvlášť podrobne opísaný v článku, ktorý zaberá približne 150 strán a obsahuje približne 700 iba očíslovaných vzorcov. Samozrejme, podrobná analýza RTG je možná len na stránkach vedeckých časopisov. Len po takomto odzbrojovaní môže byť povedané, či RTH môže byť postupne, či už obsahuje matematické rozpory, atď. Pokiaľ som mohol pochopiť, RTG sa líši od výberu iba časti riešení z OTO - Všetky riešenia diferenciálneho RTG Rovnice spĺňajú rovnice od schválenia autorov RTG, nie opak. Zároveň existuje záver, že vo vzťahu k globálnym otázkam (riešenia pre celú dobu vesmíru alebo jeho veľkých oblastí, topológie atď.) Rozdiely medzi RTG a z OTO, všeobecne hovoriace, radikálne. Pokiaľ ide o všetky experimenty a pozorovania vyrobené v rámci solárneho systému, pokiaľ to chápem, RTG nemôže konflikt z. Ak áno, nie je možné uprednostniť RTG (v porovnaní s OTO) na základe známych experimentov v slnečnej sústave. Pokiaľ ide o "čierne diery" a vesmír, autori rhin tvrdia, že ich závery sú v podstate odlišné od záverov zo všetkých záverov, ale akékoľvek špecifické pozorovacie údaje označujúce v prospech RTG nám nie sú známe. V takejto situácii RTG AA LOGUNOVA (ak RTH sa skutočne líši od toho, aby sa v podstate líši, a nie len metódou prezentácie a výberu jednej z možných tried súradníc, pozri článok ya. B. Zeldovich a LP Grischuk) byť považovaný len za jednu z prípustných, v zásade alternatívne teórie gravitácie.
Niektorí čitatelia sa môžu vyhnúť rezervácii typu: "Ak áno", "ak je RTH RÔZNE od OTO." Snažím sa zaistiť chyby týmto spôsobom? Nie, nebojím sa urobiť chybu už kvôli presvedčenie, že existuje len jedna záruka bezodozornosti - nefunguje vôbec, a v tomto prípade nie diskutovať o vedeckých otázkach. Ďalšia vec je, že rešpektovanie vedy, oboznámenie sa s jej charakterom a históriou podporujú starostlivosť. Kategorizácia toho istého vyhlásenia nie vždy uvádza prítomnosť skutočnej jasnosti a všeobecne neprispieva k vytvoreniu pravdy. RTH A. A. LOGUNOVA V jeho modernej forme je formulovaná celkom nedávno a ešte nie je podrobne diskutovaná vo vedeckej literatúre. Preto, samozrejme, nemám k tomu konečné stanovisko. Okrem toho, vo vedeckom a populárnom časopise, nie je možné diskutovať niekoľko vznikajúcich otázok a nevhodné. Zároveň, samozrejme, z dôvodu veľkého záujmu čitateľov na teóriu gravitácie, pokrytie na cenovo dostupnej úrovni tohto okruhu otázok, vrátane diskusie na stránkach "vedy a života", sa zdá byť odôvodnené.
Takže, vedené múdre "princíp najväčšieho priaznivého", RTH by sa mal považovať za alternatívnu teóriu gravitácie, ktorá potrebuje primeranú analýzu a diskusiu. Pre tých, ktorí robia túto teóriu (RTH), ako je tá, že záujmy, nikto nemožní (aj, samozrejme, by nemali zasahovať), aby ho rozvíjali, aby poskytli možné spôsoby experimentálneho overenia.
Zároveň hovorím o tom, čo je v súčasnej dobe nie je bez ohľadu na niečo, nie je dôvod. Okrem toho je rozsah uplatniteľnosti veľmi široký a jeho presnosť je veľmi vysoká. Tak, podľa nášho názoru objektívne hodnotenie existujúceho stavu záležitostí. Ak hovoríme o chutí a intuitívne a chutí a intuícia vo vede zohrávajú značnú úlohu, hoci nemôžu byť nominovaní ako dôkaz, potom budú musieť ísť z "my" na "i". Čím viac som sa musel vysporiadať so všeobecnou teóriou relativity a kritiku, tým viac budem mať dojem svojej výnimočnej hĺbky a krásy.
V skutočnosti, ako je uvedené v víkende, cirkulácia časopisu "Veda a život" č. 4, 1987 bola rovná 3 miliónom 475 tisíc kópií. V posledných rokoch bol cirkulácia len niekoľkými desiatkami tisíc kópií, viac ako 40 tisíc len v roku 2002 (Pribl. - A. M. KRAIN).
Mimochodom, v roku 1987, označuje 300 rokov od prvej zverejnenie Newtonovej veľkej knihy "matematického začiatku prírodnej filozofie". Úvod do histórie vytvorenia tejto práce, nehovoriac o tom, veľmi poučné. To isté sa však vzťahuje na všetky činnosti Newtonu, z ktorých nie sú špecialisti tak jednoduché stretnúť. Môžem na tento účel odporučiť veľmi dobrá kniha S. I. Vavilov "Isaac Newton", malo by to byť opätovné. Dovoľte mi spomenúť svoj článok napísaný o Newtonianskom výročnom, publikovanom v časopise "Uspekhi Fyzikálne Sciences", vol. 151, č. 1, 1987, s. 119.
Rozsah zapnutia moderných meraní je uvedený (pákový efekt sa objavil otočením o 38 sekúnd). Budeme pripomenúť jasnosť, že slnko a mesiac sú viditeľné zo zeme v uhle asi 0,5 uhlových stupňov - 1800 uhlových sekúnd.
A. Pals "jemný je Pán ..." Veda a život Alberta Einstein. Oxford UNIV. Press, 1982. Bolo by vhodné zverejniť ruský preklad tejto knihy.
Ten je možný počas plného solárneho zatmenia; Fotografovanie rovnakej časti oblohy, povedzme, po šiestich mesiacoch, keď sa slnko presťahoval do nebeskej sféry, získavame obrázok na porovnanie, nie skreslené deformáciou lúčov pod vplyvom gravitačného odboru Slnka.
Podrobnosti musím poslať do článku podľa ya. B. Zeldovich a LP Grischuk, nedávno uverejnené v "úspechoch fyzických vied" (vol. 149, s. 695, 1986), ako aj na literatúru citovanú, Najmä podľa článku L. D. FADDEEVA ("Úspechy fyzických vied", vol. 136, s. 435, 1982).
Pozri poznámku pod čiarou 5.
Pozri K. Will. "Teória a experiment v gravitačnej fyzike." M., Energoidat, 1985; Pozri tiež V. L. Ginzburg. O fyzike a astrofyzike. M., Veda, 1985 a literatúra tam ukázali.
A. A. LOGUNOV A M. A. Messyerishvili. "Základy teórie relativistickej gravitácie". Časopis "Fyzika základných častíc a atómového jadra", vol. 17, problém 1, 1986
V dielach A. A. LOGUNOV Existujú aj iné vyhlásenia a práve sa predpokladá, že za čas oneskorenia signálu počas umiestnenia hovoria, ortuť zo Zeme, hodnota sa líši od nasledujúceho z nasledujúcich možností z RTG. Presnejšie povedané, tvrdí, že OTO nedostáva jednoznačnú predikciu času retardácie signálov, to znamená, že z nekonzistentného (pozri vyššie). Avšak, takýto záver je, ako sa nám zdá, ovocie nedorozumenia (to je uvedené napríklad v citovanom článku YA. B. Zeldovich a LP Grischuk, pozri zábery 5): Rôzne výsledky v OTO pomocou rôznych Súradnicové systémy sa získavajú len preto, že osloboditeľné planéty sa porovnávajú v rôznych dráhach, a preto majú rôzne obdobia cirkulácie okolo Slnka. Pozorované zo Zeme, bočný čas signálov počas umiestnenia určitej planéty, podľa OTO a RTH, sa zhoduje.
Pozri poznámku pod čiarou 5.
Podrobnosti pre zvedavé
 |
Odchýlka ľahkých a rádiových vĺn v gravitačnom poli Slnka. Zvyčajne ako idealizovaný model Slnka, je užívaný statický sférický symetrický polomer. R. ☼ ~ 6.96 · 10 10 cm, hmotnosť slnka M. ☼ ~ 1.99 · 10 30 kg (332958-krát viac hmotnosti Zeme). Odchýlka svetla je maximálne pre lúče, ktoré sa sotva dotýkajú slnka, to znamená R. ~ R. ☼ a rovnaké: φ ≈ 1 ".75 (uhlové sekundy). Tento roh je veľmi malý - dospelý človek je viditeľný o takom uhle od vzdialenosti 200 km, a preto presnosť merania gravitačného beam zakrivenia, až kým nedávno bola nízka. Najnovšie optické merania vykonané počas zatmenia Slnku 30. júna 1973, mali chybu približne 10%. Dnes, vďaka vzhľadu rádiových interferometrov "so super-dlhou základňou" (viac ako 1000 km), presnosť merania uhlov sa dramaticky zvýšila. Rádiové interferometre vám umožňujú spoľahlivo merať uhlové vzdialenosti a zmeny v uhloch objednávok 10 až 4 uhlové sekundy (~ 1 nanoradský).
Obrázok ukazuje odchýlku len jedného z lúčov prichádzajúcich z vzdialeného zdroja. V skutočnosti sú obe lúče skrútené.
Gravitačný potenciál
V roku 1687 sa objavila základná práca Newtonovho "matematického začiatku prírodnej filozofie" (pozri "Veda a život" č. 1, 1987), ktorý bol formulovaný zákonom Global. Tento zákon uvádza, že sila príťažlivosti medzi dvoma materiálovými časticami je priamo úmerná ich hmotom. M. a m. a nepriamo úmerné štvorcovi vzdialenosti r. Medzi nimi:
| F. = G. | Mm. | . |
| r. 2 |
Koeficient proporcionality G. Začal sa nazývať gravitačnou konštantnou konštantnou, je potrebné harmonizovať rozmery v pravej a ľavej časti nového vzorca. Stále Newton sám s veľmi vysokou presnosťou pre jeho čas ukázal G. - Hodnota je neustále a následne je zákon otvorene univerzálny.
Dve atraktívne bodové hmotnosti M. a m. Prišiel v Newtonovom vzorci rovnocenné. Inými slovami, môžeme predpokladať, že obaja slúžia ako zdroje gravitačného poľa. Avšak, v špecifických úlohách, najmä v nebeskej mechanike, jedna z dvoch hmôt je často veľmi malá v porovnaní s ostatnými. Napríklad, hmotnosť Zeme M. З ≈ 6 · 10 24 kg oveľa menej ako hmotnosť slnka M. ☼ ≈ 2 · 10 30 kg alebo povedzme hmotnosť satelitu m. ≈ 10 3 kg nezáleží na tom žiadne porovnanie s hmotnosťou Zeme, a preto prakticky žiadny vplyv na pohyb zeme. Takéto veľa, že sa neustále nepovažuje gravitačné pole, ale ako keby sonda, na ktorú sa toto pole pôsobí, sa nazýva súd. (Rovnako v elektrodynamike, existuje koncept "skúšobného poplatku", to znamená, že pomáha detekovať elektromagnetické pole.) Keďže skúšobná hmotnosť (alebo skúšobná poplatok) prináša malý príspevok k ihrisku, Pre takúto hmotu sa pole stane "externým" a môže charakterizovať hodnotu nazývanú intenzitu. V podstate zrýchlenie voľného pádu g. - Toto je napätie oblasti Zeme. Druhým zákonom Newtonovskej mechaniky je potom rovnica pohybu bodu testovacej hmotnosti m.. Napríklad je to tak, že sa riešia výzvy balistiky a nebeských mechanizmov. Všimnite si, že pre väčšinu takýchto úloh má teória Newtonovej a dnes celkom dostatočnú presnosť.
Napätie, ako aj silu, je vektorom vektora, to znamená, že v trojrozmernom priestore je určený tromi číslami - komponenty pozdĺž vzájomne kolmých decmarkových osí h., w., z.. Pri zmene systému súradníc - a takéto operácie sú často časté vo fyzických a astronomických úloh - detailáni vektorových súradníc sú prevedené na niektoré, hoci nie ťažké, ale často objemné cesty. Namiesto intenzity vektora poľa by preto bolo vhodné použiť zodpovedajúcu válnu hodnotu, z ktorej by silové charakteristiky poľa - napätie by bolo s pomocou niektorých jednoduchých receptov. A takáto skalárna hodnota existuje - sa nazýva potenciál a prechod na napätie sa vykonáva jednoduchou diferenciáciou. Z toho vyplýva, že nový gravitačný potenciál vytvorený hmotnosťou M.Švih
odkiaľ by mala rovnosť: φ | \u003d V 2.
V matematike sa Newtonova teória niekedy nazýva "potenciálna teória". Naraz, teória Newtonovho potenciálu slúžila ako model pre teóriu elektriny, a potom myšlienky o fyzickom poli vytvorenej v elektrodynamike Maxwella, stimulovali vznik všeobecnej teórie relativity Einsteina. Prechod z relativistickej teórie gravitácie Einsteina na súkromný prípad newtonovskej gravitácie teórie len zodpovedá plochu malých hodnôt bezrozmerného parametra | φ | Podnik c. 2 .
