ОТО или общая теория относительности.
Эквивалентность инерциальной и гравитационной масс. Эйнштейн решил не останавливаться на полпути и стал размышлять над распространением СТО на системы отсчета, движущиеся относительно друг друга ускоренно. В 1907 г., когда он еще работал в Бернском патентном бюро, ему в голову пришла замечательная догадка. В классической механике был известен факт эквивалентности инертной и гравитационной масс. Поскольку любая энергия обладает инертной массой, то, как соотносится гравитация с электромагнитными явлениями и светом, в частности? Исследуя данную проблему мысленными экспериментами, ученый пришел к принципу эквивалентности инерциальной и гравитационной масс. Он означал, что наблюдатель в гравитационном поле будет испытывать то же, что и наблюдатель, находящийся в пространстве, полностью экранированным от гравитации, но движущийся с ускорением свободного падения.
Неевклидовый характер пространства - времени.Другой аспект новой теории был связан с переосмысливанием пространства - времени. Уже в XIX в. создатели неевклидовых геометрий (Риман, Лобачевский и др.) полагали, что они учитывают влияние материи на пространство. Эйнштейн развивает эту идею и приходит к выводу о том, что любая масса как бы «деформирует» вокруг себя пространство-время. Отсюда все движущиеся в данной области тела, включая свет, следуют по искривленным траекториям, или геодезическим (по кратчайшим путям, подобным линиям на реальной поверхности Земли). Гравитация здесь как особая сила исключается, потому что сама геометрия пространства - времени учитывает распределение материи. Для такой геометрии Эйнштейн нашел соответствующий математический аппарат в виде тензорного анализа. В нем все законы сохраняли вид при переходе от одной системы координат к другой.
Эмпирические подтверждения.Новая теория объяснила ранее непонятный факт смещения перигелия (точки планетной орбиты, ближайшей к Солнцу) Меркурия. Кроме того, она предсказала два новых факта. Свет звезды должен отклоняться вблизи Солнца на строго определенную величину (1,75"). Наблюдения, произведенные во время солнечного затмения в 1919 г., подтвердили предсказание Эйнштейна.
Эйнштейн предсказал еще одно явление. Атомы газов при нагревании испускают световое излучение нескольких частот. Из общей теории относительности (ОТО) следовало, что частоты излучения атомов, находящихся в разных областях гравитационного поля Солнца, должны отличаться от частот, на которых излучают те же атомы на Земле. Для земных наблюдателей излучение атомов, находящихся вблизи Солнца, будет казаться краснее, т.е. все длины волн сдвинутся к красному концу спектра. Это красное смещение было обнаружено.
ОТО предпочитает философию Декарта.В идейном отношении ОТО реализовала программу Декарта. Если пространство является единственным универсальным и фундаментальным свойством материи, то все ее теории должны быть некоторыми геометриями. Конечно, у Эйнштейна фигурирует необычное пространство: неевклидово четырехмерное пространство – время, которое трудно представить наглядно. И все же ОТО являет собой физико-математическую геометрию. Последующие успехи этой теории в космологии привели к утверждению стиля «геометризации» в этом разделе физики.
Дата добавления: 2016-04-02; просмотров: 942;