چه مقدار در نظریه نسبیت عمومی ظاهر می شود. همه چیز در جهان می داند

تئوری نسبیت توسط آلبرت انیشتین در آغاز قرن بیستم نشان داده شد. ماهیت آن چیست؟ نکات برجسته و زبان قابل فهم را در نظر بگیرید. Desiccate.

تئوری نسبیت عملا متناقض و تناقض فیزیک قرن بیستم را از بین برد، که در ریشه برای تغییر ایده ساختار فضا-زمان و آزمایش تجربی در آزمایش های متعدد و تحقیقات تایید شده است.

بنابراین، TEE بر اساس تمام نظریه های فیزیکی مدرن مدرن کاهش یافت. در اصل، این مادر فیزیک مدرن است!

برای شروع، شایان ذکر است که 2 نظریه نسبیت وجود دارد:

• تئوری ویژه نسبیت (ایستگاه خدمات) - فرایندهای فیزیکی را در اشیاء یکنواخت حرکت می کند.
• تئوری کلی نسبیت (OTO) اشیاء شتاب دهنده را توصیف می کند و منشا چنین پدیده ای را به عنوان گرانش و وجود توضیح می دهد.

واضح است که صد پیش از آن ظاهر شد و اساسا بخشی از آن است. در مورد او و ابتدا صحبت کنید.

صد کلمه ساده

این نظریه بر پایه اصل نسبیت استوار است، که طبق آن هر گونه قوانین طبیعت همان نسبت به ثابت و حرکت به سرعت ثابت از تلفن است. و از چنین فکر ظاهرا ساده، این به این معنی است که سرعت نور (300000 متر مکعب در خلاء) برای همه اجسام یکسان است.

به عنوان مثال، تصور کنید که شما یک فضاپیما را از یک آینده دور به دست آوردید، که می تواند با سرعت زیادی پرواز کند. یک تفنگ لیزر بر روی بینی کشتی نصب شده است، قادر به تیراندازی فوتون های جلو است.

با توجه به کشتی، چنین ذرات با سرعت نور پرواز می کنند، اما یک ناظر نسبتا ثابت، به نظر می رسد که آنها سریعتر پرواز می کنند، زیرا هر دو سرعت جمع می شوند.

با این حال، این واقعا اتفاق نمی افتد! ناظر شخص ثالث فوتون های پرواز 300،000 متر بر ثانیه را می بیند، به عنوان اگر سرعت فضاپیمای به آنها اضافه نشده است.

لازم است به یاد داشته باشید: نسبت به هر بدن، سرعت نور، میزان بدون تغییر، بدون توجه به اینکه چقدر سریع حرکت کرد.

از این رو، نتیجه های تخیلی شگفت انگیز مانند کاهش زمان، کاهش طولی و وابستگی وزن بدن به سرعت وجود دارد. اطلاعات بیشتر در مورد عواقب جالب ترین نظریه ویژه نسبیت، در مقاله زیر بخوانید.

ماهیت نظریه نسبیت عام (OTO)

برای درک بهتر آن، ما باید دو واقعیت را دوباره ترکیب کنیم:

• ما در فضای چهار بعدی زندگی می کنیم

فضا و زمان، تظاهرات همان جوهر به نام "ادامه مداوم فضایی-موقت" است. این یک فضا-زمان 4 بعدی با محو های هماهنگ X، Y، Z و T است.

ما، مردم، قادر به درک 4 اندازه گیری نیستند. در اصل، ما تنها پیش بینی های فعلی چهار بعدی در حال حاضر در فضا و زمان را می بینیم.

جالب است، نظریه نسبیت استدلال نمی کند که بدن در هنگام رانندگی تغییر کند. اشیاء 4 بعدی همیشه بدون تغییر باقی می مانند، اما با حرکت نسبی طرح ریزی آنها ممکن است تغییر کند. و ما آن را به عنوان کاهش سرعت در زمان، اندازه برش، و غیره درک می کنیم

• تمام بدن ها به سرعت ثابت می افتند و سرعت نمی گیرند

بیایید یک آزمایش فکر وحشتناک را صرف کنیم. تصور کنید که شما در یک کابین بسته آسانسور رانندگی می کنید و در وضعیت بی اهمیت قرار می گیرند.

این وضعیت فقط به دو دلیل ممکن است رخ دهد: یا شما در فضا هستید یا آزادانه همراه با کابین تحت عمل گرانش زمین قرار می گیرید.

بدون اینکه از غرفه خارج شود، دو مورد از این موارد را کاملا غیرممکن است. فقط در یک مورد، شما به طور مساوی پرواز می کنید، و در دیگری با شتاب. شما باید حدس بزنید!

شاید آلبرت انیشتین خود را بر روی آسانسور خیالی محاکمه کرد، و او یک اندیشه شگفت انگیز داشت: اگر این دو مورد غیر ممکن است تشخیص دهد، به این معنی است که سقوط به دلیل گرانش نیز یک حرکت یکنواخت است. فقط حرکت یکنواخت در فضای چهار بعدی است، اما در حضور بدن های عظیم (به عنوان مثال،) منحنی است و حرکت یکنواخت به فضای معمول سه بعدی به شکل یک حرکت شتاب دهنده پیش بینی شده است.

بیایید یکی دیگر از ساده تر را در نظر بگیریم، اگر چه یک مثال کاملا صحیح از انحنای فضای دو بعدی نیست.

می توان تصور کرد که هر بدن عظیم تحت آن ایجاد قیف برخی از شکل است. سپس بدن های دیگر پرواز می کنند، نمی توانند حرکت خود را در یک خط مستقیم ادامه دهند و مسیر خود را با توجه به خم شدن فضای منحنی تغییر دهند.

به هر حال، اگر بدن انرژی زیادی نداشته باشد، جنبش آن به طور کلی می تواند بسته شود.

شایان ذکر است که از نقطه نظر بدن های متحرک، آنها همچنان در یک خط مستقیم حرکت می کنند، زیرا هیچ چیز آنها احساس نمی کند که آنها را به آنها تبدیل کند. آنها به سادگی به فضای منحنی تبدیل شدند و خود را به یک مسیر غیر مستقیم تبدیل نمی کردند.

لازم به ذکر است که 4 اندازه گیری پیچ خورده اند، از جمله زمان، بنابراین ارزش درمان این قیاس را دارد.

بنابراین نظریه عمومی نسبیت گرانش در تمام قدرت نیست، بلکه تنها نتیجه انحنای فضا زمان است. در حال حاضر، این نظریه نسخه کار منشاء گرانش است و کاملا با آزمایشات سازگار است.

عواقب شگفت انگیز از

اشعه های نور می توانند شکنجه شوند، شعله ور شدن در نزدیکی بدن های عظیم. در واقع، اشیاء دور در فضا وجود دارد که پس از دیگران پنهان شده اند، اما اشعه های نور پوشانده شده اند، به طوری که نور به ما می آید.

با توجه به گرانش قوی تر، زمان کندتر جریان می یابد. این واقعیت لزوما در هنگام کار GPS و Glonass به حساب می آید، زیرا ماهواره های آنها یک ساعت دقیق اتمی دارند که کمی سریعتر از زمین می گیرند. اگر این واقعیت در نظر گرفته نشده باشد، پس از یک روز، خطا از مختصات 10 کیلومتر خواهد بود.

با تشکر از آلبرت انیشتین است که شما می توانید درک کنید که در آن کتابخانه یا فروشگاه در مجاورت واقع شده است.

و در نهایت، OTO پیش بینی وجود سیاهچاله ها، در اطراف آن گرانش بسیار قوی است که زمان نزدیک به سادگی متوقف می شود. بنابراین، نور که در سیاه چاله بود نمی تواند آن را ترک کند (منعکس شده).

در مرکز سیاه چاله، به دلیل فشرده سازی گرانشی عظیم، یک شی با تراکم بی نهایت بالا تشکیل می شود و به نظر می رسد نمی تواند.

بنابراین، از آن می تواند نتیجه های بسیار متناقض را بر خلاف آن منجر شود، بنابراین بخش عمده ای از فیزیکدانان به طور کامل آن را قبول نکردند و به دنبال یک جایگزین به دنبال آن بودند.

اما بسیاری از چیزها و او موفق به پیش بینی موفقیت آمیز است، به عنوان مثال، کشف اخیر اخیر، تئوری نسبیت را تایید کرد و دوباره دانشمند بزرگ را با زبان خشک کرد. عشق علم، Vikinauka را بخوانید.

مواد از کتاب Stephen Hawking و Leonard Mlodinova "کوتاه ترین تاریخ زمان"

نسبیت

فرضیه اساسی انیشتین، به عنوان اصل نسبیت نامیده می شود، می گوید که تمام قوانین فیزیک باید برای همه ناظران آزادانه در حال حرکت بدون توجه به سرعت آنها باشد. اگر سرعت نور یک مقدار ثابت باشد، هر ناظر آزادانه حرکت می کند بدون توجه به سرعت که با آن به منبع نور نزدیک می شود یا از آن حذف می شود، مقدار مشابهی را ضبط می کند.

الزامات به طوری که همه ناظران به سرعت برآورد می شوند که مفهوم زمان را مجبور می کنند. با توجه به تئوری نسبیت، ناظر سفر در قطار، و یکی که در پلتفرم ایستاده است، در برآورد فاصله ای که توسط نور سفر می شود، متفاوت خواهد بود. و از آنجا که سرعت فاصله ای است که در آن زمان تقسیم می شود، تنها راه ناظران به توافق برسیم نسبت به سرعت نور نیز در ارزیابی زمان پراکنده است. به عبارت دیگر، تئوری نسبیت به ایده زمان مطلق پایان می دهد! معلوم شد که هر ناظر باید زمان خود را از زمان داشته باشد و ساعات مشابه ناظران مختلف لزوما همزمان را نشان نمی دهد.

می گویند که فضای دارای سه بعد است، به این معنی است که موقعیت نقطه در آن می تواند با کمک سه عدد - مختصات منتقل شود. اگر ما زمان را در توضیحات ما معرفی کنیم، فضا-زمان چهار بعدی را دریافت می کنیم.

یکی دیگر از پیامدهای شناخته شده تئوری نسبیت، همبستگی جرم و انرژی است که توسط معادله معروف معروف Einstein E \u003d MC 2 بیان شده است (جایی که E-Energy، M - وزن بدن، C - سرعت نور). با توجه به همبستگی انرژی و جرم، انرژی جنبشی که شیء مادی به دلیل جنبش آن افزایش می یابد، توده آن را افزایش می دهد. به عبارت دیگر، شیء برای سرعت بخشیدن به آن سخت تر می شود.

این اثر فقط برای بدن هایی که با سرعت نزدیک به سرعت نور حرکت می کنند ضروری است. به عنوان مثال، با سرعت 10٪ از سرعت نور، وزن بدن تنها 0.5٪ بیشتر از استراحت است، اما با سرعت که 90٪ از سرعت نور را تشکیل می دهد، جرم در حال حاضر بیش از دو برابر است طولانی به عنوان طبیعی است. به عنوان نور نور به نور، جرم بدن سریعتر افزایش می یابد، به طوری که انرژی بیشتری نیاز به سرعت بخشیدن به آن دارد. با توجه به تئوری نسبیت، جسم هرگز قادر به دستیابی به سرعت نور نخواهد بود، زیرا در این مورد جرم آن به بی نهایت تبدیل شده است، و به موجب همبستگی توده و انرژی برای این امر نیاز به انرژی بی پایان دارد. به همین دلیل است که نظریه نسبیت همیشه هر گونه بدن معمولی را به سرعت در سرعت سرعت کم نور حرکت می دهد. تنها امواج نور یا سایر امواج که توده های خود را ندارند قادر به حرکت به سرعت نور هستند.

فضای منحنی

نظریه کلی نسبیت انیشتین بر مبنای یک فرض انقلابی است که گرانش یک نیروی مشترک نیست، بلکه یک نتیجه از این واقعیت است که فضا-زمان صاف نیست، همانطور که معمول بود فکر کرد که قبلا فکر می کرد. در تئوری کلی نسبیت، فضا-زمان منحنی یا پیچ خورده با جرم و انرژی قرار داده شده در آن است. بدن، شبیه به زمین، در حال حرکت در مدارهای منحنی نه تحت عمل نیروی، به عنوان گرانش اشاره شده است.

از آنجایی که خط ژئودزیستی کوتاه ترین خط بین دو فرودگاه است، ناوبری هواپیما را در چنین مسیریایی هدایت می کند. به عنوان مثال، شما می توانید، به دنبال شهادت قطب نما، پرواز 5966 کیلومتر از نیویورک به مادرید تقریبا به شدت به شرق در طول جغرافیایی موازی. اما شما باید فقط 5802 کیلومتر را پوشش دهید، اگر شما به یک دایره بزرگ پرواز کنید، نخستین شمال شرقی، و سپس به تدریج به شرق و به سمت جنوب شرقی بروید. مشاهده این دو مسیر بر روی نقشه که در آن سطح زمین تحریف شده (نشان داده شده توسط مسطح)، فریبکارانه. حرکت "راست" به سمت شرق یک نقطه به دیگری در سطح جهان، شما در واقع حرکت نمی کند در یک خط مستقیم، دقیق تر، نه توسط کوتاه ترین، خط ژئودزیک.

اگر مسیر فضاپیمای، که در فضا در یک خط مستقیم حرکت می کند، در سطح دو بعدی زمین قرار دارد، معلوم می شود که منحنی است.

با توجه به نظریه کلی نسبیت، زمینه های گرانشی باید نور منحنی باشد. به عنوان مثال، تئوری پیش بینی می کند که در نزدیکی اشعه های خورشیدی نور باید در جهت خود تحت تاثیر توده لامپ ها کمی پیچیده شود. بنابراین، نور یک ستاره دور، آن را در کنار خورشید اتفاق می افتد، یک زاویه کوچک را رد می کند، به دلیل اینکه ناظر بر روی زمین، ستاره ای را که به طور کامل در واقع واقع در واقع نیست، را ببینید.

به یاد بیاورید که با توجه به فرض اصلی نظریه ویژه نسبیت همه قوانین فیزیکی برای همه ناظران آزادانه حرکت می کنند، صرف نظر از سرعت آنها. تقریبا سخنرانی، اصل همبستگی این قانون را بر این ناظران آزاد می کند، بلکه تحت عمل میدان گرانشی است.

در مناطق کافی کوچک از فضا، غیرممکن است که قضاوت کنیم که آیا شما در حال استراحت در میدان گرانشی هستید یا با شتاب ثابت در یک فضای خالی حرکت می کنید.

تصور کنید که شما در آسانسور در وسط فضای خالی هستید. هیچ گرانش وجود ندارد، نه "بالا" و "niza". شما آزادانه شناور هستید سپس آسانسور شروع به حرکت با شتاب دائمی می کند. شما به طور ناگهانی احساس می کنید. به این ترتیب، شما به یکی از دیوارهای آسانسور فشار می دهید، که در حال حاضر به عنوان طبقه درک شده است. اگر سیب را بگیرید و آن را آزاد کنید، آن را بر روی زمین سقوط خواهد کرد. در واقع، در حال حاضر، هنگامی که شما با شتاب حرکت می کنید، در داخل آسانسور، همه چیز دقیقا همان شیوه ای رخ می دهد، همانطور که اگر آسانسور به هیچ وجه حرکت نکند، اما در یک میدان گرانشی همگن استراحت می کند. انیشتین متوجه شد که درست مثل اینکه در یک ماشین سوار، شما نمیتوانید بگویید، ارزش آن یا به طور مساوی حرکت می کند و در آسانسور، شما قادر به تعیین اینکه آیا آن را با شتاب ثابت حرکت می کند یا در میدان گرانشی همگن حرکت می کند . نتیجه این درک، اصل همبستگی بود.

اصل همبستگی و مثال داده شده از تظاهرات آن منصفانه خواهد بود فقط اگر توده های غیر مستقیم (که در قانون دوم نیوتن قرار دارد، تعیین می کند، شتاب KA- برخی از شتاب بدن را به آن اعمال می کند) و جرم گرانشی (نیوتن ورودی در ارتباطات، که مقدار جاذبه گرانشی را تعیین می کند) جوهر همان چیزی است.

استفاده از همبستگی انیشتین توده های غیر مستقیم و گرانشی برای خروج اصل همبستگی و در نهایت، کل نظریه کلی نسبیت، نمونه ای از توسعه مداوم و سازگار با نتیجه گیری منطقی در تاریخ اندیشه انسان است.

زمان آهسته

پیش بینی دیگری از نظریه کلی نسبیت این است که در نزدیکی بدن های عظیم مانند زمین، باید دوره را کم کند.

در حال حاضر، با اصل معادل آشنا، ما می توانیم دوره ای از استدلال انیشتین را بررسی کنیم، که یک آزمایش ذهنی دیگر را انجام می دهد، که نشان می دهد چرا گرانش بر زمان تاثیر می گذارد. تصور کنید یک موشک پرواز در فضا. برای راحتی، ما فرض می کنیم که بدن آن بسیار عالی است که نور کل دوم برای عبور از آن از بالا به پایین لازم است. و در نهایت، فرض کنید که دو ناظر در موشک وجود دارد: یکی - در بالا، سقف، دیگری - زیر، در طبقه، و هر دو مجهز به همان ساعت ها که منجر به شمارش معکوس ثانیه ها می شود.

فرض کنید که ناظر فوقانی، منتظر شمارش معکوس ساعت آن، بلافاصله سیگنال نور پایین تر را ارسال می کند. دفعه بعد سیگنال دوم را ارسال می کند. با توجه به شرایط ما، یک ثانیه به هر سیگنال نیاز به دستیابی به ناظر پایین تر خواهد داشت. از آنجا که ناظر بالا دو چراغ را با یک فاصله در یک ثانیه ارسال می کند، ناظر پایین تر آنها را با همان فاصله ثبت می کند.

چه چیزی تغییر خواهد کرد، اگر در این آزمایش، به جای شنا آزادانه در فضا، موشک بر روی زمین ایستاده، تجربه گرانش را داشته باشد؟ با توجه به نظریه نیوتن، گرانش بر وضعیت امور تاثیر نمی گذارد: اگر ناظر سیگنال ها را در بالا انتقال دهد، ناظر در پایین فاصله مشابه خواهد بود. اما اصل همبستگی پیش بینی های مختلفی از رویدادها را پیش بینی می کند. دقیقا، ما می توانیم درک کنیم که اگر مطابق با اصل همبستگی ذهنی به طور ذهنی عمل گرانش را با شتاب دائمی جایگزین کند. این یکی از نمونه هایی از این است که چگونه انیشتین در هنگام ایجاد نظریه گرانش جدید خود از اصل همبستگی استفاده کرد.

بنابراین، فرض کنید موشک ما تسریع شده است. (فرض می کنیم که آن را به آرامی تسریع می کند، به طوری که سرعت آن به سرعت نور نزدیک نیست.) از آنجا که مسکن موشک حرکت می کند، اولین سیگنال نیاز به عبور از فاصله کوچکتر از قبل (قبل از شتاب)، و آن را وارد خواهد شد در ناظر پایین تر قبل از من یک ثانیه به من بدهید. اگر موشک با سرعت ثابت حرکت کند، سیگنال دوم دقیقا همان زودتر می رسد، بنابراین فاصله بین دو سیگنال برابر با یک ثانیه باقی می ماند. اما در زمان راست از سیگنال دوم، به دلیل شتاب موشک، سریعتر از زمان ارسال اول حرکت می کند، بنابراین سیگنال دوم فاصله کوچکی از اول را گذراند و حتی زمان کمتری را صرف می کند. ناظر زیر، با اشاره به ساعت خود، رفع می کند که فاصله بین سیگنال ها کمتر از یک ثانیه است و با ناظر فوقالعاده موافق نیست، که ادعا می کند که او سیگنال ها را دقیقا در یک ثانیه ارسال می کند.

در مورد یک راکت شتاب دهنده، این اثر احتمالا نباید به ویژه شگفت زده شود. در نهایت، ما فقط آن را توضیح دادیم! اما به یاد داشته باشید: اصل همبستگی می گوید که همان اتفاق می افتد زمانی که موشک در میدان گرانشی قرار دارد. بنابراین، بله، اگر موشک تسریع نشده باشد، اما، به عنوان مثال، روی میز شروع روی سطح زمین ایستاده است، سیگنال های فرستاده شده توسط ناظر فوقانی در فاصله زمانی در ثانیه (با توجه به ساعت آن) آمده است به ناظر پایین تر با فاصله زمانی کوچکتر (ساعت آن). این واقعا شگفت انگیز است!

گرانش جریان زمان را تغییر می دهد. همانطور که نظریه ویژه نسبیت به ما می گوید که زمان به طور متفاوتی برای ناظران در حال حرکت نسبت به یکدیگر متفاوت است، نظریه کلی نسبیت اعلام می کند که یک سکته مغزی برای ناظران واقع در زمینه های مختلف گرانشی وجود دارد. با توجه به نظریه کلی نسبیت، ناظر پایین تر، یک فاصله کوتاهتر بین سیگنال ها را ثبت می کند، زیرا سطح زمین زمان را کاهش می دهد، زیرا گرانش در اینجا قوی تر است. قوی تر میدان گرانشی، بیشتر این اثر.

ساعتهای بیولوژیکی ما نیز به تغییرات در زمان واکنش نشان می دهند. اگر یکی از دوقلوها در بالای کوه زندگی می کند، و دیگری - توسط دریا، اولین بار سریعتر از دوم رشد خواهد کرد. در این مورد، تفاوت در سنین ناچیز خواهد بود، اما به طور قابل توجهی افزایش خواهد یافت، زیرا یکی از دوقلوها به یک سفر طولانی بر روی یک فضاپیما ادامه خواهد داد، که سرعت بخشیدن به سرعت نزدیک به نور را افزایش می دهد. هنگامی که سرگردان باز می گردد، او بسیار جوانتر از برادر چپ بر روی زمین خواهد بود. این مورد به عنوان یک پارادوکس دوقلوها شناخته شده است، اما او فقط یک پارادوکس برای کسانی است که بر روی ایده مطلق نگه دارند. هیچ زمان مطلق منحصر به فرد در تئوری نسبیت وجود ندارد - برای هر فرد اندازه گیری زمان خود را وجود دارد، که بستگی به آن دارد و چگونه حرکت می کند.

با ظهور سیستم های ناوبری فوق العاده دقیق که سیگنال های ماهواره ها را دریافت می کنند، تفاوت در طول ساعت ها در ارتفاع های مختلف به دست آمده است ارزش عملی. اگر این ابزار پیش بینی های نظریه کلی نسبیت را نادیده گرفت، خطا در تعیین موقعیت مکانی می تواند به چند کیلومتر برسد!

ظهور نظریه کلی نسبیت در ریشه وضعیت را تغییر داد. فضا و زمان وضعیت موجودات پویا را یافت. هنگامی که بدن ها حرکت می کنند یا نیروها، آنها باعث انحنای فضا و زمان می شوند و ساختار فضا-زمان، به نوبه خود، بر حرکت بدن و عمل نیروها تاثیر می گذارد. فضا و زمان نه تنها بر همه چیزهایی که در جهان اتفاق می افتد تاثیر می گذارد، بلکه به این همه بستگی دارد.

تصور کنید یک فضانورد بی رحم، که در سطح یک ستاره سقوط در طول فشرده سازی فاجعه بار باقی می ماند. در برخی موارد، در ساعت خود، بیایید در ساعت 11:00 بگویم، ستاره به یک شعاع بحرانی فشرده می شود، که پشت آن میدان گرانشی بسیار افزایش یافته است که غیرممکن است که از آن خارج شود. حالا فرض کنید که طبق دستورالعمل، فضانورد باید یک سیگنال را به یک کشتی فضایی ارسال کند که در برخی از فاصله ثابت از مرکز ستاره در مدار قرار دارد. این شروع به انتقال سیگنال ها در ساعت 10:59:58، یعنی در دو ثانیه تا ساعت 11:00. خدمه را در کشتی فضایی ثبت کنید؟

قبلا، با انجام آزمایش ذهنی با انتقال سیگنال های نور در داخل موشک، ما اطمینان دادیم که گرانش زمان را کاهش می دهد و چگونگی قوی تر، اثر مهم تر است. فضانورد در سطح ستاره در یک میدان گرانشی قوی تر از همکارانش در مدار قرار دارد، بنابراین یک ثانیه در ساعت خود طولانی تر از یک ثانیه طول خواهد کشید. از آنجا که فضانورد، همراه با سطح، به مرکز ستاره حرکت می کند، زمینه ای که بر روی آن عمل می کند، بیشتر و قوی تر می شود، بنابراین فواصل بین سیگنال های آن بر روی فضاپیما به طور مداوم طولانی تر می شود. این زمان کشش تا 10:59:59 بسیار ناچیز خواهد بود، بنابراین برای فضانوردان در مدار فاصله بین سیگنال های عبور شده در ساعت 10:59:58 و در 10: 59: 59: 59، بسیار تلخ بیش از یک ثانیه است. اما سیگنال ارسال شده در ساعت 11:00، کشتی صبر نخواهد کرد.

همه چیز که بر روی سطح ستاره بین 10:59:59 و 11:00 به وسیله ساعت فضانورد اتفاق می افتد، آن را در ساعت فضاپیمای فضاپیما به مدت زمان بی نهایت گسترش می دهد. با رویکرد به ساعت 11:00، فواصل بین ورود رگه های متوالی و افسردگی منتشر شده توسط امواج ستاره ای منتشر شده به طور فزاینده ای طولانی تر است؛ همین اتفاق می افتد با فواصل بین سیگنال های فضانورد. از آنجایی که فرکانس تابش توسط تعداد رگ ها (یا افسردگی) تعیین می شود، یک فرکانس فزاینده ای از تابش ستاره در فضاپیما ثبت می شود. نور ستاره تبدیل خواهد شد بیشتر و بیشتر سرخ شدن و به طور همزمان سوسو زدن. در نهایت، ستاره اطمینان حاصل خواهد کرد که برای ناظران در یک فضاپیما نامرئی خواهد شد؛ همه چیزهایی که باقی می ماند، یک سیاهچاله در فضا است. با این حال، عمل ستاره در فضاپیما ادامه خواهد یافت و همچنان به درخواست تجدید نظر در مدار ادامه خواهد داد.

تئوری کلی نسبیت (از او. Allgemeine RetivitTheTheorie) - نظریه هندسی گرانش، توسعه نظریه ویژه نسبیت (STR)، منتشر شده توسط آلبرت انیشتین در 1915-1916. به عنوان بخشی از نظریه کلی نسبیت، همانطور که در نظریه های متریک دیگر، فرض بر این است که اثرات گرانشی به علت تعامل غیر قدرت بدن و زمینه ها در فضا-زمان، اما با تغییر شکل بسیار فضا-زمان، که است به طور خاص، به طور خاص، با حضور انرژی ذاتی. تئوری کلی نسبیت از سایر نظریه های متریک دیگر با استفاده از معادلات انیشتین برای اتصال انحنای فضا-زمان با ماده موجود در آن متفاوت است. با توجه به موفقیت ترین تئوری گرانش، به خوبی توسط مشاهدات تایید شده است. اولین موفقیت نظریه کلی نسبیت این بود که توضیحات پریشانی ناخوشایند جیوه را توضیح دهد. سپس، در سال 1919، آرتور ادینگتون گزارش داد که انحراف نور در نزدیکی خورشید را در زمان گرفتگی کامل، که به صورت کیفی و کمی پیش بینی های نظریه کلی نسبیت را تایید کرد، گزارش داد. از آن به بعد، بسیاری از مشاهدات و آزمایش های دیگر، میزان قابل توجهی از پیش بینی های نظریه را تایید کرده اند، از جمله کاهش سرعت گرانشی در زمان، جابجایی قرمز گرانشی، تاخیر سیگنال در میدان گرانشی و، تا کنون به طور غیر مستقیم، تابش گرانشی. علاوه بر این، مشاهدات متعدد به عنوان تایید یکی از پیش بینی های مرموز و عجیب و غریب از نظریه کلی نسبیت تفسیر می شود - وجود سیاهچاله ها. علیرغم موفقیت خیره کننده تئوری کلی نسبیت، در ابتدا، ناراحتی در جامعه علمی مرتبط است، به طوری که امکان اصلاح به عنوان یک حد کلاسیک از نظریه کوانتومی، و در مرحله دوم، به طوری که این نظریه خود را نشان می دهد مرزهای کاربرد آن، از آنجایی که پیش بینی می کند که ظهور واگارهای فیزیکی ناخوشایند را در هنگام بررسی سیاهه های سیاه و به طور کلی به طور کلی تکینگی فضا-زمان پیش بینی می کند. برای حل این مشکلات، یک عدد پیشنهاد شد نظریه های جایگزینبرخی از آنها نیز کوانتومی هستند. با این حال، داده های تجربی مدرن نشان می دهد که هر نوع انحراف از OTO باید بسیار کوچک باشد، اگر آنها وجود داشته باشند. ارزش تئوری کلی نسبیت عموم فراتر از نظریه گرانش است. در ریاضیات، تئوری ویژه نسبیت تحقیقات را در زمینه تئوری نمایندگی های گروه های لورنتز تحریک کرد و نظریه کلی نسبیت تحریک تحقیق بر تعمیم هندسه ریمان و ظهور هندسه دیفرانسیل وابستگی به عنوان به عنوان توسعه تئوری لیبرال های مداوم. تئوری نسبیت را می توان به عنوان مثال به عنوان اساسی در نظر گرفت کشف علمیگاهی اوقات حتی بر خلاف اراده نویسنده او، به مناطق پربار جدید منجر می شود، توسعه آن بیشتر در مسیر خود اتفاق می افتد.
اصول اساسی نظریه کلی نسبیت
نیاز به تغییر تئوری گرانش نیوتنی، تئوری کلاسیک نیوتن بر اساس مفهوم نیروی گرانش است که یک نیروی طولانی مدت است: فورا در هر فاصله ای عمل می کند. این ماهیت لحظه ای این عمل با مفهوم میدان در فیزیک مدرن ناسازگار است. در تئوری نسبیت، هیچ اطلاعاتی نمی تواند سریعتر از سرعت نور در خلاء گسترش یابد. ریاضی، نیروی گرانش نیوتن از انرژی بالقوه بدن در میدان گرانشی حاصل می شود. پتانسیل گرانش مربوط به این انرژی بالقوه به معادله پواسون مربوط می شود، که با تغییرات Lorentz غیر قابل تغییر نیست. علت غیر غیرقابل انطباق این واقعیت است که انرژی در نظریه ویژه نسبیت، یک مقدار اسکالر نیست، بلکه به مولفه موقت بردار چهارم منتقل می شود.
تئوری گرانش بردار به نظر می رسد یک نظریه مشابه است میدان الکترومغناطیسی ماکسول و منجر به انرژی منفی امواج گرانشی، که با ماهیت تعامل همراه است: اتهامات نامعلوم (جرم) در گرانش جذب می شود و نه در الکترومغناطیس، دفع نمی شود.
بنابراین، تئوری گرانش نیوتن با اصل اساسی نظریه ویژه نسبیت ناسازگار است - غیرقابل انکار قوانین طبیعت در هر سیستم مرجع بی انتها، و تعمیم مستقیم بردار تئوری نیوتن، که ابتدا توسط پوانک در سال 1905 در آن پیشنهاد شد کار "در دینامیک الکترون"، منجر به نتایج فیزیکی ناراضی می شود. انیشتین جستجو را برای تئوری گرانش آغاز کرد، که با اصل انحراف قوانین طبیعت در مورد هر سیستم مرجع سازگار است. نتیجه این جستجو، نظریه کلی نسبیت بود، بر اساس اصل هویت توده گرانشی و بی اثر.
اصل برابری توده های گرانشی و بی اثر
در مکانیک غیرقانونی، دو مفهوم جرم وجود دارد: اولین کسی به قانون دوم نیوتن و دوم قانون جامعه جهانی اشاره دارد. اولین جرم یک بی اثر است (یا inertial) - یک نگرش از لباس، عمل بر روی بدن، به شتاب آن وجود دارد. جرم دوم - گرانشی - تعیین قدرت جاذبه بدن توسط دیگر بدن و قدرت خود را از جاذبه. این دو توده اندازه گیری می شوند، همانطور که می توان از توصیف، در آزمایش های مختلف دیده می شود، بنابراین، آنها به طور کامل مرتبط نیستند، و حتی بیشتر از آن - متناسب با یکدیگر. با این حال، تناسب دقیق آنها به طور تجربی نصب شده به ما اجازه می دهد تا در مورد یک توده واحد بدن در هر دو تداخل طناب و گرانشی صحبت کنیم. انتخاب مناسب واحدها می تواند این توده ها را برابر با یکدیگر قرار دهد. گاهی اوقات اصل برابری توده های گرانشی و بی اثر، اصل همبستگی ضعیف نامیده می شود. ایده اصل به گالیله باز می گردد، و در فرم مدرن، او توسط اسحاق نیوتن راه اندازی شد و برابری توده ها توسط آن به صورت آزمایشی با دقت نسبی 10-3 تایید شد. که در مرحوم xix یک قرن، آزمایش های ظریف تر پس زمینه Etvin را صرف کرد و دقت آزمون اصل را به 10-9 رسید. در طول قرن XX، تکنیک تجربی امکان تأیید برابری جرم را با دقت نسبی 10-12-10-13 (Braginsky، Dickka، و غیره) امکان پذیر است.
اصل کوواریانس عمومی
معادلات ریاضی توصیف قوانین طبیعت نباید گونه های خود را تغییر دهند و در تحولات به هر سیستم مختصات منصفانه باشند، یعنی داشتن کووارین با توجه به تغییرات مختصات.
اصل نزدیک شدن
در مقایسه با فیزیک نیوتنی (که بر اساس اصل فیزیکی دراز مدت است)، نظریه نسبیت بر اساس اصل فیزیکی نزدیک است. به گفته وی، میزان انتقال متقابل علت محدود است و نمی تواند از سرعت نور در Vacuo تجاوز کند. فقط چنین حوادثی می تواند به طور علنی متصل شود، مربع فاصله بین آن از ارزش، که در آن - سرعت نور، فاصله زمانی بین حوادث (جدا شده توسط فاصله زمانی مشابه) تجاوز نمی شود. حوادث مرتبط با علت در تئوری نسبیت می تواند تنها در خطوط زمانی مانند فضای Minkowski واقع شود. در نظریه کلی نسبیت، این یک خط در یک سطح غیر سطحی است. انحراف روابط علی در تئوری نسبیت با اصل نزدیک است. اگر یک رویداد علت دیگری در برخی از سیستم مرجع بیرونی باشد، این درست در هر سیستم مرجع دیگر در حال حرکت نسبت به اولین بار در سرعت، سرعت پایین تر است.
اصل علیت
اصل علیت در تئوری نسبیت استدلال می کند که هر رویداد می تواند تاثیر علی را تنها بر این حوادثی که بعدا از آن رخ می دهد، داشته باشد، و نمی تواند تاثیری بر هر حوادثی که قبل از آن است، تأثیری داشته باشد. علیت دارای ویژگی های زیر است:
. علیت یک رابطه نیست بین چیزها، بلکه بین وقایع.
. شرایطی که میزان عمل علیت در نهایت است و نمی تواند از سرعت نور در خلاء تجاوز به طور منحصر به فرد، شرایط توانایی موجود را با ارتباط علی بین دو رویداد تعیین کند: تنها چنین حوادثی می تواند به طور علنی متصل شود، مربع از فاصله بین که در فضای سه بعدی از مقدار تجاوز نمی کند (جدا شده از طریق فاصله زمانی مشابه). در تئوری نسبیت، رویدادهای مرتبط با خطوط زمانی مشابه در فضای Minkowski ایجاد می شود.
. علیت غیرمنتظره نسبیتی، یعنی دو رویداد که نتیجه آن هستند و علت آن در یک سیستم مرجع اینرسی، نتیجه و علت و در همه سیستم های مرجع دیگر در حال حرکت نسبت به آن با سرعت کم نور کم است. غیرقانونی بودن علیت از اصل فیزیکی نزدیک است.
اصل کوچکترین اقدام
اصل کوچکترین عمل نقش مهمی در نظریه نسبیت عمومی ایفا می کند. اصل کوچکترین اقدام برای نکته مادی رایگان در تئوری نسبیت استدلال می کند که این حرکت می کند به طوری که خط جهانی آن یک افراطی (حداقل عمل) بین دو نقطه جهانی پیش تعیین شده است. فرمول ریاضی آن: از کجا. از اصل کوچکترین عمل، ممکن است معادلات حرکت ذرات را در میدان گرانشی بدست آورید. ما گرفتیم :. از این رو: . در اینجا، هنگام ادغام در قسمت دوم، این اصطلاح به حساب می آید که در ابتدا و پایان بخش ادغام است. در عضو دوم تحت شاخص شاخص جایگزین جایگزین. به علاوه: . سومین دیک را می توان در فرم نوشته شده است. وارد شدن به نمادهای کریستال :. ما معادله حرکت نقطه مادی را در میدان گرانشی به دست می آوریم: اصل کوچکترین اقدام برای میدان گرانشی و ماده برای اولین بار اصل کوچکترین اقدام برای میدان گرانشی و ماده توسط D. هیلبرت اصطلاح ریاضی آن:، جایی که تغییر اثر ماده، تانسور انرژی پالس ماده، تعیین کننده ماتریس است که از مقادیر تانسور متریک تشکیل شده است - تنوع عمل میدان گرانشی، جایی که انحنای اسکالر. از اینجا، معادلات انیشتین به وسیله تنوع به دست می آید.
اصل حفاظت از انرژی
اصل حفاظت از انرژی نقش مهم اکتشافی در تئوری نسبیت دارد. در یک نظریه ویژه نسبیت، نیاز به مهاجم قوانین حفاظت از انرژی و پالس نسبت به تحولات لورنتز، نوع انرژی و پالس پالس را تعیین می کند. در تئوری کلی نسبیت، قانون حفاظت از پالس انرژی به عنوان یک اصل اکتشافی در استخراج معادلات میدان گرانشی استفاده می شود. یکی از مفروضات در نتیجه معادلات میدان گرانشی، این فرض است که قانون حفاظت از پالس قدرت باید به عنوان یک نتیجه از معادلات میدان گرانشی اجرا شود.
اصل حرکت در خطوط ژئودزی
اگر جرم گرانشی دقیقا برابر با inertial باشد، سپس در بیان برای سرعت بخشیدن به بدن که تنها آن را افزایش می دهد نیروهای گرانشیهر دو توده کاهش می یابد. بنابراین، شتاب بدن، و بنابراین، مسیر آن به ساختار توده ای و درونی بدن بستگی ندارد. اگر تمام بدن ها در همان نقطه از فضای یک شتاب را دریافت کنند، این شتاب را می توان با خواص بدن، بلکه با خواص فضای خود در این نقطه ارتباط برقرار کرد. بنابراین، توصیف تعامل گرانشی بین بدن ها را می توان به توصیف فضا-زمان که در آن بدن حرکت می کند، کاهش می یابد. طبیعی است فرض کنیم که چگونه انیشتین این کار را انجام داد که بدن ها در امتداد اینرسی حرکت می کنند، به طوری که شتاب آنها در سیستم مرجع خود صفر است. مسیرهای تلفن پس از آن خطوط ژئودزی، نظریه ای که توسط ریاضیدانان در قرن نوزدهم توسعه یافت، خواهد بود. خطوط ژئودزیک خود را می توان یافت اگر در فضا-زمان یک آنالوگ از فاصله بین دو رویداد، به نام فاصله یا عملکرد جهانی است. فاصله زمانی در فضای سه بعدی و زمان یک بعدی (به عبارت دیگر، در فضا-زمان چهار بعدی) توسط 10 اجزای مستقل تانسور متریک تنظیم می شود. این 10 عدد یک متریک فضا را تشکیل می دهند. این "فاصله" را تعریف می کند بین دو نقطه بی نهایت نزدیک فضا-زمان در جهات مختلف خطوط ژئودزی مربوط به خطوط جهانی فیزیکیسرعت آن کمتر از سرعت نور است، به نظر می رسد خطوط بزرگترین، یعنی زمان اندازه گیری شده توسط ساعت ها، به سختی با بدن کنار این مسیر متصل شده است. آزمایش های مدرن، حرکت بدن را از طریق خطوط ژئودزی با دقت مشابه به عنوان برابری جرم گرانشی و بی اثر تایید می کنند.
انحناء فضا-زمان
انحراف خطوط ژئودزیک در نزدیکی یک بدن عظیم اگر شما دو بدن را از دو نقطه نزدیک به موازی با یکدیگر اجرا کنید، سپس در میدان گرانشی، آنها به تدریج شروع به نزدیک شدن می کنند یا از یکدیگر جدا می شوند. این اثر انحراف خطوط ژئودزیک نامیده می شود. یک اثر مشابه را می توان به طور مستقیم مشاهده کرد اگر شما دو توپ را به موازات یکدیگر بر روی غشای لاستیکی اجرا کنید، که در مرکز مورد عظیم قرار دارد. توپ ها پراکنده می شوند: یکی که به موضوع غشا نزدیک تر بود، برای مرکز قوی تر از توپ از راه دور بیشتر تلاش خواهد کرد. این اختلاف (انحراف) به دلیل غشای انحنای است. به طور مشابه، در فضا-زمان، انحراف خطوط ژئودزیک (اختلاف بین مسیرهای بدن) با انحنای آن همراه است. انحنای فضا-زمان منحصر به فرد توسط تانسور متریک آن تعیین می شود. تفاوت بین تئوری کلی نسبیت کلی و نظریه های جایگزین گرانش در اکثر موارد دقیقا روش ارتباط بین ماده (بدن و زمینه های ماهیت دقیق، ایجاد یک میدان گرانشی [روشن]) و خواص متریک فضا-زمان تعیین می شود .
فضا زمان OTO و اصل همبستگی قوی
اغلب نادرست است که نظریه کلی نسبیت بر اساس اصل همبستگی میدان گرانشی و inertial است که می تواند به صورت زیر فرموله شود: سیستم فیزیکی محلی در میدان گرانشی، که از همان سیستم در شتاب دهنده غیر قابل تشخیص است (نسبتا یک سیستم مرجع inertial) سیستم مرجع در یک فضای مسطح از یک نظریه ویژه نسبیت غوطه ور شده است. گاهی اوقات همان اصل را مطرح می کند
"عدالت محلی نظریه ویژه نسبیت" یا "اصل همبستگی قوی" نامیده می شود. از لحاظ تاریخی، این اصل واقعا نقش مهمی در ایجاد نظریه کلی نسبیت داشت و توسط انیشتین در توسعه آن مورد استفاده قرار گرفت. با این حال، در شکل نهایی تئوری، این در واقع شامل نمی شود، زیرا فضا-زمان هر دو در سیستم مرجع اصلی در تئوری ویژه نسبیت، غیرقابل انکار است - مسطح، و در نظریه عمومی نسبیت آن را با هر بدن پیچ خورده است و انحنای او باعث می شود Gravitational Tel. مهم این است که توجه داشته باشید که تفاوت اصلی فضا-زمان از سرویس فضا-زمان، انحنای آن است که با ارزش تانسور بیان می شود - ضخامت انحنای. در ایستگاه خدمات فضا-زمان، این تانسور یکسان برابر با صفر است و فضا-زمان مسطح است. به همین دلیل، نام "نظریه کلی نسبیت عمومی کاملا درست نیست. این نظریه تنها یکی از تعدادی از نظریه های گرانش در نظر گرفته شده توسط فیزیکدانان در حال حاضر است، در حالی که تئوری ویژه نسبیت (دقیق تر، اصل انحصار فضا-زمان) یک جامعه علمی عمومی پذیرفته شده است و پایه اصلی را تشکیل می دهد از فیزیک مدرن. با این وجود، باید توجه داشت که هیچ یک از دیگر نظریه های گرانش، به جز از آن، نمی تواند با زمان و آزمایش مواجه شود.
مشکل سیستم مرجع.
مشکل سیستم مرجع در OTO اتفاق می افتد، زیرا فیزیک در سایر زمینه های سیستم های مرجع فیزیک فیزیک در فضای خود به خودی غیر ممکن است. این شامل تعریف نظری یک سیستم مرجع (به عنوان مثال، یک سیستم مختصات محلی، مختصات طبیعی، مختصات هارمونیک) و اجرای آن در عمل توسط ابزار اندازه گیری فیزیکی است. مشکل اندازه گیری های دستگاه های فیزیکی این است که تنها پیش بینی های مقادیر اندازه گیری شده در جهت زمانی مشابه می تواند اندازه گیری شود و اندازه گیری مستقیم پیش بینی های فضایی تنها پس از معرفی یک سیستم مختصات فضایی، به عنوان مثال، امکان پذیر است با اندازه گیری معیارها، اتصال و انحنای نزدیک دیدگاه جهانی از ناظر، بسته و پذیرش سیگنال های نور منعکس شده یا با اشاره به ویژگی های هندسی فضا-زمان (در امتداد اشعه های نور تعریف شده توسط هندسه، موقعیت منبع نور تعیین شده است)
معادلات انیشتین
فرمول ریاضی نظریه کلی نسبیت، معادله انیشتین با خواص دیگر ماده موجود در فضای خود به خودی، با انحنای آن همراه است. آنها ساده ترین (خطی ترین خطی) در میان تمام معادلات قابل تصور این نوع هستند. آنها به نظر می رسند: جایی که - تانسور Ricci، ناشی از تانسور انحنای زمان فضا-زمان، از طریق عرق آن در جفت شاخص ها - انحنای اسکالر، تانسور Ricci - دائمی کیهانی، تانسور انرژی پالس ماده است ، - تعداد PI - سرعت نور در Vacuo، ثابت گرانشی نیوتن است. تانسور تانسور انیشتین نامیده می شود و مقدار انیشتین ثابت گرانشی است. در اینجا، شاخص های یونانی از 0 تا 3 استفاده می کنند. تانسور متریک دو طرفه، نسبت انحنای زمانی دامنه را تعیین می کند که از نمادهای کریستالی استفاده می کند، از طریق اجزای تانسور متریک دو دو بار، نماد Christoffel با یکی از آنها تعیین می شود شاخص برتر بر اساس تعریف برابر است به عنوان معادلات انیشتین آنها هیچ محدودیتی در مختصات مورد استفاده برای توصیف زمان فضا را اعمال نمی کند، یعنی، آنها دارایی کوواریانس عمومی هستند، آنها تنها 6 مورد از 10 اجزای مستقل را محدود می کنند تانسور متریک متقارن - سیستم تنها از معادلات انیشتین نامشخص است. بنابراین، راه حل آنها بدون معرفی برخی از محدودیت ها بر اجزای معیارهای متنی مربوط به وظیفه منحصر به فرد مختصات در منطقه تحت نظر فضا-زمان مبهم است و به همین ترتیب معمولا شرایط هماهنگ نامیده می شود. حل معادلات انیشتین در ارتباط با شرایط مختصات به درستی انتخاب شده، شما می توانید تمام 10 اجزای مستقل یک تانسور متریک متقارن را پیدا کنید. این تانسور متریک (متریک) خواص فضا-زمان را در این نقطه توصیف می کند و برای توصیف نتایج آزمایش های فیزیکی استفاده می شود. این اجازه می دهد تا شما را به تنظیم مربع از فاصله در فضای خود به خود تعیین کنید که "فاصله" را در فضای فیزیکی (متریک) تعیین می کند. نمادهای تانسور متریک Christoffel، خطوط ژئودزی را تعیین می کنند که اشیاء (بدنه محاکمه) در حال حرکت هستند. در ساده ترین مورد یک فضای خالی (تانسور انرژی-پالس صفر است) بدون عضو لامبدا، یکی از راه حل های معادلات انیشتین توسط تئوری ویژه نسبیت Minkowski برای مدت زمان طولانی، سوال حضور در عضو سوم اینشتین توصیف شده است معادلات در قسمت چپ ثابت کیهانشناختی λ توسط اینشتین در سال 1917 در سال 1917 در کار "مسائل کیهان شناسی و نظریه نسبیت عمومی" به منظور توصیف جهان استاتیک مطابق با گسترش جهان، پایه های فلسفی و تجربی حسابداری خود را در این نظریه نابود کرد از جاذبه. داده های کیهان شناسی کمی مدرن، با این حال، آنها به نفع مدل جهان با شتاب، یعنی با یک ثابت مثبت کیهان شناسی صحبت می کنند. از سوی دیگر، ارزش این ثابت بسیار کوچک است، که باعث می شود که آن را در هر محاسبات فیزیکی، علاوه بر ارتباط با استروفی فیزیک و کیهان شناسی در اطراف خوشه های کهکشان ها و بالاتر در نظر گرفته شود. معادلات ساده اینشتین به این معنی است که انحنای و تحریک انرژی در آنها تنها خطی است و علاوه بر این، در قسمت چپ، تمام مقادیر تانسور Valence 2 وجود دارد که می تواند فضا-زمان را مشخص کند. آنها می توانند از اصل کوچکترین اقدام برای عمل اینشتین - هیلبرت استخراج شوند: جایی که تعیین شده در بالا رمزگشایی می شود، تراکم لاگرانژی از زمینه های مادی است، اما یک عنصر غیرمستقیم از فضا-زمان 4 جلد را می دهد. در اینجا یک تعیین کننده از عناصر ماتریس دو بار تانسور متریک کوواریت تشکیل شده است. علامت منهای معرفی شده است تا نشان دهد که تعیین کننده همیشه منفی است (برای Minkowski متریک آن -1). از نقطه نظر ریاضی، معادله انیشتین یک سیستم معادلات دیفرانسیل غیر خطی در مشتقات خصوصی نسبت به تانسور متریک فضا-زمان است، بنابراین مجموع راه حل های آنها یک راه حل جدید نیست. تقریبا خطی بودن را می توان تنها در مطالعه اختلالات کوچک یک فضا-زمان مشخص شده، به عنوان مثال، برای زمینه های ضعیف گرانشی، زمانی که انحرافات کوچک ضرایب متریک از مقادیر خود را برای یک فضای زمان مسطح و به اندازه کوچک است انحنای تولید شده توسط آنها. یک شرایط اضافی که این معادلات را حل می کند، این است که منبع (تانسور انرژی پالس) به مجموعه ای از معادلات خود - معادلات حرکت محیط، که در معرض آن قرار دارد، مورد توجه قرار می گیرد. علاقه این واقعیت است که معادلات حرکت، اگر کمتر از چهار باشد، به دلیل قانون محلی حفظ انگیزه انرژی، از معادلات انیشتین پیروی می کنند. این ویژگی به عنوان خودپنداره معادلات انیشتین شناخته می شود و برای اولین بار توسط D. Hilbert در او نشان داده شده است کار معروف "پایه های فیزیک". اگر معادلات حرکت بیش از چهار باشد، لازم است که یک سیستم را از شرایط مختصات، معادلات انیشتین و معادلات حل کنیم محیط هاسخت تر است. به همین دلیل است که چنین اهمیتی به راه حل های شناخته شده دقیق این معادلات متصل است. مهمترین راه حل های دقیق معادلات انیشتین عبارتند از: راه حل Schwarzschald (برای فضا-زمان اطراف یک شیء عظیم غیرقانونی متقارن و غیرقانونی کروی)، تصمیم ریشینگ - Nordstraum (برای یک شیء عظیم متضاد متقارن کروی)، کرای راه حل (برای یک شیء عظیم چرخشی)، راه حل Kerra - Newman (برای یک شیء شارژ عظیم شارژ)، و همچنین راه حل کیهان شناسی فریدمن (برای جهان به عنوان یک کل) و راه حل های موج گرانشی دقیق. در میان راه حل های تقریبی، لازم است که راه حل های تقریبی گرانشی و موج از راه حل های به دست آمده از روش های تجزیه پس از پیمانکاری را تشخیص دهیم. راه حل عددی معادلات انیشتین همچنین نشان دهنده مشکلات است که تنها در 2000s حل شده است، که منجر به ظهور نسبیت عددی به صورت پویا شد (Eng.). انیشتین بدون دائمی کیهانشناسی تقریبا به طور همزمان در نوامبر 1915 توسط دیوید هیلبرت (20 نوامبر، نتیجه گیری از اصل کوچکترین اقدام) و آلبرت انیشتین (25 نوامبر، نتیجه گیری از اصل کوواریانس عمومی معادلات میدان گرانشی) بود در ترکیب با حفظ قدرت محلی). کار هیلبرت بعدا از Einsteinovskaya (1916) منتشر شد. برای مسائل مربوط به اولویت، نظرات مختلفی در مقاله ای در مورد اینشتین وجود دارد و به طور کامل به طور کامل در "مسائل اولویت بندی در نظریه نسبیت"، اما Hilbert خودش هرگز ادعا نکرده و از خلقت انیشتین در نظر گرفته نشده است.

پیامدهای اصلی مدار نیوتن (قرمز) و انیشتین (آبی) یک سیاره در اطراف ستاره با توجه به اصل انطباق، در زمینه های گرانشی ضعیف پیش بینی OTO همزمان با نتایج استفاده از قانون نیوتنی است از سراسر جهان، با اصلاحات جزئی که رشد می کنند افزایش می یابد. اولین پیامدهای تجربی پیش بینی شده و اثبات شده از نظریه کلی نسبیت، سه اثر کلاسیک ذکر شده در زیر بود ترتیب زمانی اولین بررسی آنها:
1. تغییر پرایلیوم اضافی مدار جیوه در مقایسه با پیش بینی های مکانیک نیوتن.
2. انحراف پرتو نور در میدان گرانشی خورشید.
3. تغییر قرمز گرانشی، یا کاهش زمان در میدان گرانشی.
تعدادی از اثرات دیگر وجود دارد که تایید آزمایشی هستند. در میان آنها، شما می توانید انحراف و تاخیر (اثر شاپیرو) امواج الکترومغناطیسی را در میدان گرانشی خورشید و مشتری، اثر Lenche-tyrabring (تقدیر ژیروسکوپ در نزدیکی بدن چرخشی)، شواهد آستروفیزیک موجود، ذکر کنید از سیاهچاله ها، شواهد تابش امواج گرانشی با سیستم های نزدیک دو ستاره و گسترش جهان. تا کنون، شهادت های آزمایشی قابل اعتماد که OTO را رد می کنند شناسایی نشده اند. انحراف مقادیر اندازه گیری شده اثرات از پیش بینی شده توسط OTO 0.01٪ (برای سه پدیده کلاسیک بالا) تجاوز نمی کند. با وجود این، به علت علل مختلف، نظریه پردازان حداقل توسعه یافته اند 30 نظریه های جایگزین گرانش، و برخی از آنها امکان پذیر است که به طور خودسرانه نزدیک به نتایج با مقادیر مربوط به پارامترهای مربوط به نظریه را به دست آورید.
تایید تجربی از OTO
پیش بینی نظریه عمومی نسبیت.
اثرات مرتبط با شتاب سیستم های مرجع اول از این اثرات، کاهش سرعت گرانشی در زمان است، به این دلیل که هر ساعت به سمت پایین حرکت می کند، عمیق تر در سوراخ گرانشی (نزدیک به بدن شن) آنها واقع شده اند. این اثر به طور مستقیم در آزمایش Hafel - King، و همچنین در آزمایش تایید شد گرانش پروب A. و به طور مداوم تایید شده است GPS اثر به طور مستقیم در ارتباط با این یک افست قرمز گرانشی است. در این اثر، فهمید که فرکانس نور نسبت به ساعت های محلی (به ترتیب، تغییر خطوط طیفی به انتهای قرمز طیف نسبت به مقیاس محلی) کاهش می یابد، زمانی که نور از سوراخ گرانشی به آن منتقل می شود خارج از کشور (از منطقه با پتانسیل گرانشی کوچکتر به منطقه با پتانسیل بزرگ). تعصب قرمز گرانشی در طیف های ستارگان و خورشید یافت شد و به طور قابل اعتماد در شرایط زمین کنترل شده در حالت Purald و RebB تایید شده است.
کاهش سرعت گرانشی در زمان و انحنای فضا، اثر دیگری را به نام اثر شاپیرو (همچنین به عنوان تاخیر سیگنال گرانشی شناخته می شود). به دلیل این اثر، سیگنال های الکترومغناطیسی طولانی تر از عدم وجود این زمینه می شود. این پدیده در طی سیارات رادار سیستم خورشیدی و کشتی های فضایی که پشت سر خورشید عبور می کنند، و همچنین مشاهده سیگنال ها از پالسارها دوگانه شناسایی شد. با توجه به بالاترین دقت سال 2011 (حدود 7.10-9)، این نوع اثرات در آزمایش انجام شده توسط گروه مولر مولر از دانشگاه کالیفرنیا اندازه گیری شد. در این آزمایش، اتم های سزیم که سرعت آنها به سمت بالا به سطح زمین هدایت شد، عمل دو پرتو لیزر به سوراخ های مختلف با پالس های مختلف تبدیل شد. با توجه به این واقعیت که نیروی قرار گرفتن در معرض گرانشی به ارتفاع بالای سطح زمین بستگی دارد، فازهای عملکرد موج هر یک از این ایالت ها هنگام بازگشت به نقطه شروع متفاوت است. تفاوت بین این حملات موجب تداخل اتم های داخل ابر شد، بنابراین به جای توزیع همگن اتم ها، ضخیم شدن و خلاء متناوب مشاهده شد، که بر اساس اثر بر روی ابر اتم ها با پرتوهای لیزر و اندازه گیری اندازه گیری شد احتمال تشخیص اتم ها در یک نقطه انتخاب شده خاص.
انحراف گرانشی نور
معروف ترین چک ابتدایی OTO به علت کل گرفتگی خورشیدی سال 1919 امکان پذیر است. آرتور ادینگتون نشان داد که موقعیت های قابل مشاهده ستاره ها در نزدیکی خورشید دقیقا با توجه به پیش بینی های OTO متفاوت است. انحنای مسیر نور در هر سیستم مرجع شتاب دهنده رخ می دهد. با این حال، دیدگاه دقیق از مسیر مشاهده شده و اثرات گرانشی لنگینگ بستگی دارد، با این حال، از انحنای فضا زمان. اینشتین در مورد این اثر در سال 1911 یاد گرفت و زمانی که او از طریق اندازه انحنای مسیره اکتشافی بود، معلوم شد که توسط مکانیک کلاسیک برای ذرات حرکت در سرعت نور پیش بینی شده است. در سال 1916، انیشتین کشف کرد که در واقع، در یک تغییر زاویه ای، جهت گسترش نور، دو برابر بزرگتر از نظریه نیوتنی است، در مقایسه با توجه قبلی. بنابراین، این پیش بینی راه دیگری برای بررسی از آن بوده است. از سال 1919، این پدیده توسط مشاهدات نجومی ستاره ها در فرآیند گرفتگی خورشید تایید شده است، و همچنین با دقت بالا بررسی شده توسط مشاهدات اینترفرومتری رادیویی از کوازارهای عبور از خورشید در طول مسیر آن توسط اکلیپتیک.
لنفاوی گرانشی این اتفاق می افتد زمانی که یک شی از راه دور عظیم نزدیک یا به طور مستقیم بر روی خط اتصال ناظر با یک شی دیگر، بسیار بیشتر از راه دور است. در این مورد، انحنای مسیر نور نزدیک تر منجر به تحریف شکل یک شی از راه دور می شود، که با وضوح رزولوشن کوچک، عمدتا به افزایش روشنایی کامل شیء از راه دور منجر می شود، بنابراین این پدیده Linzing نامیده می شود . اولین نمونه از Leinzing گرانشی به دست آوردن دو تصویر نزدیک از همان QSO 0957 + 16 A Quasar در سال 1979، B (Z \u003d 1.4) توسط ستاره شناسان انگلیسی D. Walsh و دیگران. "هنگامی که معلوم شد که هر دو Quasar تغییر درخشش خود را در Unison، ستاره شناسان متوجه شدند که در واقع این دو تصویر از یک کوازار، اثر موظف از لنز گرانشی است. به زودی لنز خود را پیدا کرد - یک کهکشان دورتر (Z \u003d 0.36)، بین زمین و Quasar "\u003d. از آن به بعد، بسیاری از نمونه های دیگر از کهکشان های از راه دور و کوازارها تحت تاثیر قرار گرفته شده اندک گرانشی یافت شده است.
به عنوان مثال، شناخته شده به اصطلاح انیشتین صلیب جایی که Galaxy برای تصویر یک چهارم یک کوازار دور به صورت صلیب حساب می شود. نوع خاصی از لنز گرانشی یک حلقه انیشتین یا قوس نامیده می شود. حلقه انیشتین زمانی اتفاق می افتد که شیء مشاهده شده به طور مستقیم پشت یک شی دیگر با یک میدان متقارن کروی گرانش است. در این مورد، نور از یک شی دورتر به عنوان یک حلقه در اطراف یک شی نزدیک تر مشاهده می شود. اگر شیء از راه دور کمی در یک جهت آواره شده باشد و / یا فیلد از لحاظ کروی متقارن نیست، به جای آن حلقه های جزئی به نام Arcs ظاهر می شود. در نهایت، هر ستاره می تواند روشنایی را افزایش دهد، زمانی که یک جسم عظیم جمع و جور در مقابل آن عبور می کند. در این مورد، بزرگتر و تحریف شده به دلیل انحراف گرانشی تصاویر نور کشاورز نمی تواند مجاز باشد (آنها خیلی نزدیک به یکدیگر هستند)، و آن را فقط افزایش روشنایی ستاره مشاهده می شود. این اثر Microlynzing نامیده می شود، و در حال حاضر به طور منظم در پروژه های مطالعه بدن های نامرئی کهکشان ما بر روی میکرولنگ های گرانشی نور از ستاره ها - Molno \u003d، Eros (انگلیسی) و دیگران مشاهده شده است.
سیاه چاله ها

نقاشی هنرمند سیاه چاله: پلاسمای داغ دیسک پلاسما در اطراف یک سیاهچاله چرخید. سیاه چاله - یک منطقه محدود شده توسط افق به اصطلاح به اصطلاح، که نه مهم و نه اطلاعات می تواند ترک. فرض بر این است که چنین مناطقی را می توان به طور خاص، به عنوان نتیجه فروپاشی ستارگان عظیم تشکیل داد. از آنجا که ماده می تواند به یک سیاهچاله (به عنوان مثال از رسانه بین ستاره ای) سقوط کند، اما نمی تواند آن را ترک کند، جرم سیاهچاله تنها می تواند در طول زمان افزایش یابد. با این حال، استفان هاوکینگ نشان داد که سیاهچاله ها می توانند وزن خود را از دست بدهند به دلیل تابش اشعه هاوکینگ. تابش هاوکینگ یک اثر کوانتومی است که کلاسیک را از آن نقض نمی کند. بسیاری از نامزدها برای سیاهچاله ها وجود دارد، به ویژه یک جسم فوق العاده مرتبط با منبع رادیویی Sagittarius A * در مرکز کهکشان ما. اکثریت قریب به اتفاق دانشمندان متقاعد شده اند که پدیده های نجومی مشاهده شده در ارتباط با این و دیگر اشیاء مشابه به طور قابل اعتماد، وجود سیاهچاله ها را تایید می کنند، با این حال، توضیحات دیگری وجود دارد: به عنوان مثال، به جای سیاهچاله ها، توپ های مندرج، ستاره های بوزوم و دیگر را ارائه می دهند اشیاء عجیب و غریب
اثرات مداری OTO پیش بینی های تئوری نیوتنی از مکانیک آسمانی آسمانی را در مورد پویایی سیستم های مرتبط با گرانشی اصلاح می کند: منظومه شمسی، دو ستاره، و غیره
اولین اثر با توجه به Perihelials از تمام مدارهای سیاره ای، پیش از آن، از آنجایی که پتانسیل گرانشی نیوتن دارای یک افزودنی نسبیتی کوچک است، منجر به تشکیل مدارهای غیر منتظره می شود. این پیش بینی اولین تایید OTO بود، از آنجا که اندازه قیام، مشتق شده توسط انیشتین در سال 1916، کاملا همزمان با پریشانی پریشلی مزمن بود. بنابراین، مشکل مکانیک آسمانی شناخته شده در آن زمان حل شد. بعدها، پریشلیوم نسبیتی نیز در ونوس، زمین، سیارک ICAR و به عنوان یک اثر قوی تر در سیستم های پالسار دوگانه مشاهده شد. برای باز کردن و مطالعه اولین Pulsar PLSAR PSR B1913 + 16 در سال 1974 توسط R. Khals و D. تیلور دریافت شد جایزه نوبل در سال 1993.

بارگذاری زمان ورود پالس ها از PSR B1913 + 16 Pulsar در مقایسه با دوره های دقیق (نقاط آبی) و پیش بینی شده توسط اثر مربوط به انتشار امواج گرانشی (خط سیاه)
اثر دیگر - تغییر مدار مرتبط با تابش گرانشی سیستم دوگانه و چندگانه تلفن همراه. این اثر در سیستم های با ستاره های نزدیک مشاهده شده است و کاهش دوره تجدید نظر است. این نقش مهمی در تکامل ستاره های دوگانه و چندگانه دارد. این اثر ابتدا در سیستم PSR B1913 + 16 مورد توجه قرار گرفت و با دقت 0.2٪ با پیش بینی های OTO همخوانی داشت.
اثر دیگر - requence geodesic. این نشان دهنده تقلید از قطب های جسم چرخشی به علت اثرات انتقال موازی در زمان زمان جرقه ای است. این اثر به طور کامل در تئوری گرانش نیوتنی وجود ندارد. پیش بینی پیش بینی های جغرافیایی در آزمایش با پروب NASA "پروب گرانش B) تایید شد. رئیس داده های به دست آمده توسط پروب، فرانسیس Everitt در نشست عمومی انجمن فیزیکی آمریکا در تاریخ 14 آوریل 2007 اعلام کرد که تجزیه و تحلیل این ژیروسکوپ ها مجاز به تایید پیش بینی شده پیش بینی شده ژئودزیکال های پیش بینی شده با دقت بیش از 1٪ است. در ماه مه سال 2011، نتایج نهایی پردازش این داده ها منتشر شد: پیشگویی ژئودزی -6601.8 ± 18.3 میلی ثانیه از قوس (MAS) در سال، که در خطای آزمایشی با پیش بینی شده با پیش بینی شده -6606.1 MAS / سال همخوانی دارد. این اثر قبلا توسط مشاهدات تغییرات ماهواره های ژئودزی LAGEOS تایید شده است؛ OTO در خطاهای انحراف از پیش بینی های نظری، OTO شناسایی نشده است.
سیستم های مرجع ناشتا ناشتا
گذر از سیستم های مرجع بی انتها از بدن چرخشی، در این واقعیت است که شیء عظیم چرخشی "می کشد" زمان فضا را به سمت چرخش خود می کشد: ناظر از راه دور در بقیه نسبت به مرکز توده های بدن چرخشی، سریع ترین پیدا می کند ساعت ها (یعنی، استراحت نسبت به سیستم مرجع محلی به صورت محلی) در فاصله ثابت از جسم، ساعت هایی وجود دارد که دارای یک مولفه حرکت در اطراف شیء چرخشی در جهت چرخش، و نه کسانی که در صلح نسبت به ناظر، همانطور که برای شیء عظیم غیرقانونی اتفاق می افتد. به همین ترتیب، ناظر از راه دور متوجه خواهد شد که نور سریعتر در جهت چرخش جسم حرکت می کند نسبت به چرخش آن. سیستم های مرجع Inertial Hobbating همچنین باعث تغییر در جهت ژیروسکوپ در زمان می شود. برای یک فضاپیمای در مدار قطبی، جهت این اثر عمود بر پیشاپیش ژئودزی که در بالا ذکر شد. از آنجایی که اثر سرگرمی سیستم های مرجع جابجایی 170 برابر اثر ضعف ژئودزی است، دانشمندان استنفورد از اطلاعات به دست آمده به ویژه راه اندازی شده به منظور اندازه گیری این اثر پروب گرانشی استخراج شده اند. در ماه مه سال 2011، نتایج نهایی این ماموریت اعلام شد: مقدار اندازه گیری شده از سرگرمی ها -37.2 ± 7.2 میلی ثانیه از قوس (MAS) در سال بود که در آن دقت همزمان با پیش بینی OTO: -39.2 MAS / سال بود.
پیش بینی های دیگر
. همبستگی توده های عصبی و گرانشی: نتیجه این واقعیت است که سقوط آزاد اینرسی است. o اصل همبستگی: حتی شیء خودخواهانه به میدان خارجی گرانش تا آنجا که ذرات آزمایش می شود پاسخ خواهد داد.
. تابش گرانشی: حرکت مداری هر سیستم مرتبط با گرانشی (به ویژه جفت های نزدیک ستاره های جمع و جور - کوتوله های سفید، ستاره های نوترونی، سیاهچاله ها)، و همچنین فرآیندهای ترکیب ستاره های نوترونی و / یا سیاهچاله ها، انتظار می رود که همراه باشد توسط انتشار امواج گرانشی. شواهد غیر مستقیم از وجود تابش گرانشی در قالب اندازه گیری میزان رشد فرکانس چرخش مداری جفت های نزدیک ستاره های جمع و جور وجود دارد. این اثر ابتدا در سیستم فوق الذکر PLSAR PSR B1913 + 16 مشاهده شد و با دقت 0.2٪ با پیش بینی های OTO همخوانی داشت.
همجوشی پالسارها دوگانه و جفت های دیگر ستاره های جمع و جور می توانند امواج گرانشی را ایجاد کنند، به اندازه کافی قوی در زمین دیده می شود. در سال 2011، چندین تلسکوپ گرانشی برای ایجاد چنین امواج (یا برنامه ریزی شده در آینده نزدیک) وجود داشت. o gravitons. با توجه به مکانیک کوانتومی، تابش گرانشی باید از Quanta به نام Graviton ساخته شود. OTO پیش بینی می کند که آنها ذرات بی پروا را با چرخش برابر خواهند کرد
تشخیص گرامیتون های فردی در آزمایشات با مشکلات قابل توجهی همراه است، به طوری که وجود کوانتومی میدان گرانشی تا کنون (2015) نشان داده نشده است.
کیهان شناسی
اگر چه تئوری کلی نسبیت به عنوان یک نظریه گرانش ایجاد شد، به زودی مشخص شد که این نظریه می تواند برای شبیه سازی جهان به طور کلی مورد استفاده قرار گیرد و بنابراین کیهان شناسی فیزیکی ظاهر شد. کیهان شناسی فیزیکی، فریدمن جهان را بررسی می کند، که یک راه حل کیهانی معادلات انیشتین و همچنین اختلال آن است و ساختار مشاهده شده از متاگالیکسی نجومی را ارائه می دهد. این تصمیمات پیش بینی می کند که جهان باید پویا باشد: باید گسترش، کاهش یا انجام نوسانات دائمی را داشته باشد. انیشتین برای اولین بار نمی توانست با ایده جهان پویا هماهنگ شود، هرچند به وضوح معادلات انیشتین را بدون عضو کیهان شناسی دنبال کرد. بنابراین، در تلاش برای اصلاح این به طوری که راه حل ها جهان استاتیک را توصیف کرد، انیشتین یک معادلات ثابت کیهانی را به معادلات میدان اضافه کرد (به بالا نگاه کنید). با این حال، جهان استاتیک حاصل ناپایدار بود. بعدا در سال 1929، ادوین حباب نشان داد که تغییر قرمز نور از کهکشان های از راه دور نشان می دهد که آنها از کهکشان ما به سرعت از بین می روند، که متناسب با فاصله آنها از ما است. این نشان داد که جهان واقعا یکپارچه و گسترش می یابد. افتتاح هابل نشان دهنده شکست دیدگاه انیشتین و استفاده از دائمی کیهان شناسی بود. تئوری جهان غیر رسمی (از جمله حسابداری یک عضو کیهان شناسی)، با این حال، قبل از افتتاح قانون هابل توسط تلاش فریدمن، لمتر و دكتر، ایجاد شد. معادلات توصیف فرمت جهان نشان می دهد که آن را منحصر به فرد می شود اگر به اندازه کافی به اندازه کافی برای بازگشت به زمان است. این رویداد یک انفجار بزرگ نامیده می شود. در سال 1948، ژئورجی گاموف مقاله ای را که فرایندهای آن را در جهان اولیه تحت فشار دمای بالا و پیش بینی یک تابش پس زمینه مایکروویو کیهانی مشتق شده از پلاسمای انفجاری داغ منتشر کرد، مقاله ای را شرح داد. در سال 1949، R. Alfer و Herman محاسبات دقیق تر را انجام دادند. در سال 1965، A. Penzias و R. Wilson برای اولین بار تابش Relic را شناسایی کرد، بنابراین تئوری انفجار بزرگ و یک جهان اولیه را تایید می کند.
مشکلات OTO.
انرژی
از آنجا که انرژی، از نقطه نظر فیزیک ریاضی، ارزش ای است که به علت همگنی زمان باقی می ماند، و در نظریه کلی نسبیت، بر خلاف زمان خاص، به طور غیرمستقیم، قانون حفاظت از انرژی می تواند بیان شود تنها به طور محلی، یعنی، از هیچ ارزش معادل صد تا انتگرال از او در فضا باقی مانده است زمانی که زمان حرکت می کند. قانون حفاظت از انرژی امپراتوری محلی وجود دارد و نتیجه معادلات انیشتین است - این ناپدید شدن واگرایی کووارین از انرژی پالس ماده است: جایی که نقطه با کاما به ضبط مشتق کووارین اشاره دارد. انتقال از آن به قانون جهانی غیرممکن است، زیرا به همین دلیل، به جز اسکلر، در فضای ریمانی، به منظور دستیابی به نتایج تانسور (غیرمعمول)، به صورت ریاضی غیرممکن است. در واقع، معادله بالا می تواند در زمان فضا-زمان بدون اسفنجی بازنویسی شود، جایی که اصطلاح دوم برابر صفر نیست، این معادله هیچ قانون حفاظت را بیان نمی کند. بسیاری از فیزیکدانان آن را ضرر قابل توجهی از OTO می دانند. از سوی دیگر، واضح است که اگر دنباله ای را به پایان برساند، در انرژی کامل، علاوه بر انرژی ماده، لازم است که انرژی میدان گرانشی خود را شامل شود. قانون حفاظت مربوطه باید در فرم که در آن ارزش است ثبت شود انرژی پالس از میدان گرانشی. به نظر می رسد که مقدار نمی تواند یک تانسور باشد، و یک pseudoenterzor است - ارزش تبدیل به عنوان تانسور تنها با تحولات خطی است. این به این معنی است که انرژی میدان گرانشی در اصل نمی تواند موضعی باشد (که از یک اصل معادل ضعف پیروی می کند). نویسندگان مختلف، آنها pseudotenzors خود را از پالس انرژی از میدان گرانشی معرفی می کنند که دارای خواص صحیح هستند، اما یک منیفولد نشان می دهد که این کار هیچ راه حل رضایت بخش ندارد. با این وجود، انرژی در OTO همیشه حفظ می شود به این معنی که ساخت یک موتور ابدی در OTO غیر ممکن است. به طور کلی، مشکل انرژی و پالس را می توان در نظر گرفت تنها برای سیستم های جزیره ای در OTO بدون یک ثابت کیهان شناسی حل شده است، یعنی برای چنین توزیعهای جمعی، که در فضا و فضا-زمان آن در بی نهایت فضایی محدود می شود، حل می شود فضای Minkowski. سپس، برجسته کردن یک گروه از تقارن آستانه ای از فضا-زمان (گروه Bondi - Saks)، می توان مقدار 4-بردار سیستم پالس سیستم را تعیین کرد، به درستی خود را نسبت به تحولات لورنتز بر روی بی نهایت تعیین می کند. نقطه نظر ناخواسته، صعود به Lorentz و Levi-Civita، که تعیین کننده تانسور انرژی پالس از میدان گرانشی به عنوان تانسور انیشتین با دقت یک ضریب ثابت، تعیین می کند. سپس معادلات انیشتین معتقدند که پالس انرژی از میدان گرانشی در هر جلد به طور دقیق، انرژی پالس ماده را در این جلد تعادل می دهد، به طوری که مقدار کل آنها همیشه برابر با صفر است.
OTO و فیزیک کوانتومی
مشکل اصلی از نقطه نظر فعلی، ناتوانی در ساخت آن یک مدل میدان کوانتومی است. کوانتیزه کانونی هر مدل فیزیکی این است که معادلات اویلر - لاگرانژ در مدل NeVantic ساخته شده و سیستم لاگرانژی تعیین شده است که از آن Hamiltonian H آزاد شده است. سپس همیلتون از عملکرد معمول متغیرهای پویا در عملکرد اپراتور ترجمه شده است به متغیرهای پویا - کمیت. در عین حال، معنای فیزیکی اپراتور همیلتون این است که مقادیر خاص آن سطوح انرژی سیستم است. ویژگی های کلیدی روش شرح داده شده این است که آن را انتخاب پارامتر - زمانی که معادله نوع Schredinger بیشتر از کجا - در حال حاضر کوانتومی همیلتون، که بیشتر برای پیدا کردن عملکرد موج است، بیشتر تشکیل شده است. مشکلات در اجرای چنین برنامه ای برای OTO به شرح زیر است: اول، انتقال از همیلتون کلاسیک به کوانتوم مبهم است، زیرا اپراتورهای متغیرهای پویا با یکدیگر تغییر نمی کنند؛ ثانیا، میدان گرانشی به نوع زمینه ها با اتصالات اشاره دارد، که ساختار فضای فاز کلاسیک کاملا پیچیده است و کوانتیزه آنها غیرممکن است که مستقیم ترین روش باشد؛ سوم، هیچ جهت مشخصی از زمان وجود ندارد، که دشواری در تخصیص لازم است و مشکل تفسیر تصمیم را ایجاد می کند. با این وجود، برنامه کوانتیزاسیون میدان گرانشی با استفاده از 50 سالگی از قرن بیستم با تلاش های M. P. Bronstein، P. M. M. Dirac، Bry Devitta و سایر فیزیکدانان، با موفقیت حل شد. معلوم شد که (حداقل ضعیف) میدان گرانشی می تواند به عنوان یک میدان بدون کوانتومی اسپین در نظر گرفته شود. پیچیدگی اضافی در هنگام تلاش برای کوانتیزه ثانویه سیستم میدان گرانشی رخ داده است، انجام شده توسط R. Feynman، Bry Decittite و دیگر فیزیکدانان در دهه 1960 پس از توسعه الکترودینامیک کوانتومی. معلوم شد که زمینه چنین چرخش بالا در فضای سه بعدی، در مورد هیچ راهی سنتی (و حتی غیر متعارف)، نیافته است. علاوه بر این، هیچ عقیده معقول انرژی آن وجود ندارد، به طوری که قانون حفاظت از انرژی، آن را به صورت محلی و غیر منفی در هر نقطه (نگاه کنید به بالا "مشکل انرژی"). نتیجه نتیجه به حال حاضر غیر قابل انعطاف است (2012). واگرایی در انرژی های بالا در گرانش کوانتومی، که در هر نظم جدید توسط تعداد حلقه ها ظاهر می شود، نمی تواند با معرفی هر تعداد نهایی کنترل های اصلی به همیلتون کاهش یابد. این غیر ممکن است و تغییر شکل دادن به تعداد محدودی از مقادیر دائمی (به عنوان امکان انجام در الکترودینامیک کوانتومی با توجه به شارژ الکتریکی ابتدایی و جرم ذرات شارژ). تا به امروز، بسیاری از نظریه ها ساخته شده است، جایگزین از (نظریه رشته، که در تئوری M، گرانش کوانتومی حلقه و دیگران توسعه یافته است)، که اجازه می دهد گرانش کوانتومی، اما همه آنها به پایان رسید و یا پارادوکس های حل نشده در خود را به پایان نرسیده است. همچنین، اکثریت قریب به اتفاق آنها دارای یک معایب بزرگ هستند، که به آنها اجازه نمی دهد که بتوانند در مورد آنها به عنوان "نظریه های فیزیکی" صحبت کنند، آنها جعلی نیستند، بلکه نمی توانند به صورت تجربی بررسی شوند.
مشکل علیت است
منحنی زمان بسته بسته شده است
راه حل های معادلات انیشتین در برخی موارد اجازه می دهد تا خطوط زمان بسته بسته شود. از یک طرف، اگر یک خط زمانی بسته به همان نقطه بازگردد، از جایی که جنبش آغاز شد، آن را در همان زمان، که قبلا "بود"، به رغم این واقعیت که زمان برای یک ناظر تصویب شد، توصیف می کند صفر بنابراین، ما در کنار این خط یک زنجیره بسته از دلایل و پیامدهای - سفر زمان. مشکلات مشابهی نیز زمانی رخ می دهد که با توجه به راه حل ها - قابل قبول باشد موبو. شاید چنین راهکارهایی، پتانسیل ایجاد "ماشین های زمان" و "سفرهای فوق العاده ی فوق العاده" را در چارچوب نظریه کلی نسبیت نشان می دهد. سوالات "فیزیکی" چنین تصمیماتی - یکی از فعالانه به طور فعال در حال حاضر. A. اینشتین به شدت از نتایج خطوط بسته شده به شدت قدردانی کرد، که ابتدا توسط K. Gedelem در سال 1949 دریافت شد. من معتقدم که مقاله Kurt Gödel سهم مهمی در تئوری کلی نسبیت است، به خصوص در تجزیه و تحلیل مفهوم زمان. در همان زمان، او خطوط زمانی بسته را به عنوان ساختارهای نظری جالب در نظر گرفتند که از معنای واقعی فیزیکی برخوردار است. جالب خواهد بود برای پیدا کردن این که آیا چنین تصمیمی باید از نظر ملاحظات فیزیکی محروم شود.
مشکل تکینگی
در بسیاری از تصمیمات معادلات انیشتین، تکینگی وجود دارد، یعنی، با توجه به یکی از تعاریف، منحنی های ناقص ژئودزی که نمی توان ادامه داد. تعدادی از معیارهای حضور تکینگی وجود دارد و تعدادی از مشکلات مربوط به معیارهای مربوط به وجود تکینگی گرانشی وجود دارد.
جنبه های فلسفی نظریه نسبیت
A. انیشتین بر اهمیت مشکلات فلسفی فیزیک مدرن تأکید کرد. امروزه فیزیکدان مجبور به مشارکت در مشکلات فلسفی در میزان بسیار بیشتری نسبت به فیزیکدانان نسل های گذشته شده است. این فیزیکدانان مشکلات علمی خود را تحمیل می کنند. مبنای فلسفی نظریه نسبیت، اصول اپیزودولوژیکی قابل مشاهده است (ممنوع است استفاده از مفاهیم اشیاء اساسا غیر قابل انطباق)، سادگی (تمام عواقب این نظریه باید از کوچکترین تعداد مفروضات)، وحدت (ایده از وحدت دانش و وحدت دنیای عینی که توسط او توصیف شده است، در فرایند تعمیم قوانین طبیعت، انتقال از قوانین خصوصی به رایج تر در جریان توسعه فیزیک، فرضیه های روش شناختی، اجرا می شود اصل قیاسی (فرضیه ها فرموله شده است، از جمله در فرم ریاضی، و بر اساس آنها از روش تجربی حاصل می شود)، اصل هستی شناختی جبرگرایی پویا (این شرایط بسته شده است سیستم فیزیکی قطعا تمام کشورهای بعدی آن را تعیین می کند) و اصل انطباق (قوانین نظریه فیزیکی جدید با ارزش مناسب پارامتر مشخصه کلیدی در تئوری جدید، به قوانین نظریه قدیمی تبدیل می شود).
اولا، در مرکز کل توجه یک سوال وجود دارد: آیا وضعیت فیزیکی اختصاص داده شده (ممتاز) وضعیت حرکت در طبیعت وجود دارد؟ ( مشکل فیزیکی نسبیت).
ثانیا، بنیاد پایه معرفت شناختی زیر است: مفاهیم و قضاوت ها فقط الهام بخش هستند، زیرا آنها می توانند حقایق مشاهده شده را مقایسه کنند (الزام محتوای مفاهیم و قضاوت ها). تمام تجربه قبلی ما را متقاعد می کند که طبیعت، تحقق ساده ترین عناصر ریاضی ریاضی است. یک دلیل متفاوت و ظریف تر وجود دارد که نقش کمتری ندارد، یعنی تمایل به وحدت و سادگی پیش نیازهای تئوری ... اعتقاد به وجود یک دنیای خارجی، مستقل از موضوع درک شده، همه چیز را تحت تأثیر قرار می دهد علوم طبیعی. بر اساس اصل قابل مشاهده بودن، هنگام ایجاد نظریه ویژه نسبیت، انیشتین مفهوم اتر و تفسیر تجربه مایکلسون را بر اساس لورنز رد کرد. اینشتین با استفاده از اصل سادگی، هنگام ایجاد نظریه کلی نسبیت، اصل نسبیت را در سیستم های مرجع غیر منتظره خلاصه کرد. تمرین اصل وحدت، تئوری ویژه نسبیت، مفاهیم فضا و زمان را به یک ذات تک (فضا-زمان چهار بعدی مینوفسکی) متحد کرد، قوانین صنایع مختلف فیزیک، مکانیک و الکترودینامیک را به عنوان یک لورنز-غیر مجاز داد شکل، و نظریه کلی نسبیت رابطه بین ماده و زمان هندسه فضایی را نشان داد که توسط معادلات گرانشی مشاوره عمومی بیان شده است. نقش قابل توجه ترین روش فرضیه-قیاسی در ایجاد یک نظریه کلی نسبیت ظاهر شد. نظریه کلی نسبیت بر اساس فرضیه بر ماهیت هندسی گرانش و رابطه خواص هندسی فضا-زمان با ماده است. اصل انطباق نقش مهمی در تئوری نسبیت عمومی ایفا می کند. بر اساس الزام انتقال معادلات انیشتین به معادله پواسون برای میدان گرانشی فیزیک نیوتنی، و می توان ضریب عددی را در سمت راست معادلات انیشتین تعیین کرد. هنگام ایجاد نظریه نسبیت در انیشتین، تأثیر زیادی از کار یوما، ماشه و کانت ارائه شد: برای من، من باید اعتراف کنم که من به طور مستقیم یا غیرمستقیم توسط کار یوما و ماخ کمک می کنم، ایده تقسیم حقایق منطقی و تجربی توسط انیشتین یک تحلیل بحرانی ارائه شده در مورد فضا-زمان و علیت تحریک شد. انتقاد از مفاهیم نیوتنی نیوتنی فضا و زمان تحت تأثیر امتناع انیشتین از مفاهیم فضای مطلق و زمان در روند ایجاد نظریه ویژه نسبیت قرار گرفت. فکر کانت در مورد ارزش مستقل از دسته های منطقی در مورد این تجربه توسط انیشتین هنگام ایجاد یک نظریه مشترک نسبیت استفاده شد. یک فرد متعهد به دانش قابل اعتماد است. به همین دلیل ماموریت یام به شکست محکوم شده است. مواد خام که از حواس عبور می کنند، تنها منبع دانش ماست، می تواند ما را به تدریج به ایمان و امید، اما نه برای دانش، و حتی بیشتر از طریق درک الگوهای، منجر شود. در اینجا صحنه از کانت بیرون می آید ایده ای که توسط او پیشنهاد شده است، هرچند آن را در اصطلاح اولیه خود غیر قابل قبول بود، به این معنا بود که در تصمیم گیری معضل جالب بود: همه چیز در دانش، که دارای منشأ تجربی است، غیر قابل اعتماد (yum). در نتیجه، اگر ما دانش قابل اعتماد داشته باشیم، باید بر اساس تفکر خالص باشد. به عنوان مثال، این مورد با قضیه هندسی و با اصل علیت است. اینها و سایر انواع دانش، به همین ترتیب، بخشی از ابزارهای تفکر صحبت می کنند و بنابراین نباید از احساسات به دست آید (به عنوان مثال آنها یک دانش پیشین هستند). در حال حاضر، همه چیز، البته، شناخته شده است که مفاهیم فوق هیچ گونه قابلیت اطمینان و ضرورت درونی ندارند که نمی تواند به آنها نسبت داده شود. با این حال، مشکل در فرمول بندی کانتی، به نظر من، موارد زیر است: اگر ما از دیدگاه منطقی در نظر بگیریم، معلوم می شود که در روند تفکر ما، با برخی از "پایه"، از مفاهیم استفاده نمی شود به احساسات
مواد کامل

سخنرانی در 27 آوریل 1900، لرد کلوین در موسسه سلطنتی گفت: "فیزیک نظری یک ساختمان باریک و به پایان رسیده است. در آسمان روشن فیزیک تنها دو ابر کوچک وجود دارد - این پایداری سرعت نور و منحنی شدت تابش بسته به طول موج است. من فکر می کنم که این دو سوال خصوصی به زودی مجاز خواهد بود و فیزیکدانان قرن بیستم هیچ کاری انجام نخواهند داد. " لرد کلوین به طور کامل با زمینه های کلیدی تحقیق در فیزیک کاملا درست بود، اما به درستی اهمیت آنها را درک نمی کرد: نظریه نسبیت و نظریه کوانتومی آنها، تاخیری بی پایان برای مطالعاتی بود که بیش از صد سال را اشغال می کردند.

از آنجا که تعامل گرانشی توصیف نکرد، انیشتین به زودی پس از اتمام آن، شروع به توسعه یک نسخه مشترک از این نظریه، برای ایجاد آن او 1907-1915 را آغاز کرد. این نظریه در سادگی و هماهنگی با پدیده های طبیعی بسیار عالی بود، به استثنای لحظه ای: در طول تهیه نظریه انیشتین، هنوز در مورد گسترش جهان و حتی وجود کهکشان های دیگر شناخته نشده بود، بنابراین دانشمندان در نظر گرفته شدند که جهان به مدت طولانی بی نهایت وجود داشت و ثابت بود. در عین حال، جهان دنیای نیوتن به دنبال آن ستاره های ثابت بود که باید در یک نقطه به یک نقطه کشیده شود.

بدون پیدا کردن توضیح بهتر برای این، انیشتین به معادلات خود معرفی کرد، که به طور جدی جبران شد و به این ترتیب اجازه داد که جهان ثابت بدون نقض قوانین فیزیک وجود داشته باشد. در نتیجه، اینشتین شروع به معرفی یک ثابت کیهانی در معادلات خود را با بزرگترین اشتباه خود را، از آنجایی که برای تئوری و هیچ چیز لازم نیست، اما در آن زمان، جهان ثابت تایید نشد. و در سال 1965، یک تابش رقیب کشف شد، به این معنی که جهان شروع و ثابت در معادلات انیشتین در همه مورد نیاز نبود. با این وجود، ثابت کیهانشناختی هنوز در سال 1998 یافت شد: با توجه به داده های تلسکوپ "هابل" به دست آمده، کهکشان های دور، آرامش خود را در جذب گرانش حاصل نمی کردند، اما حتی تقسیم آنها را تسریع کرد.

مبانی نظریه

علاوه بر پیش فرض های اصلی نظریه ویژه نسبیت، یکی از جدیدترین ها در اینجا اضافه شد: مکانیک نیوتن ارزیابی عددی از تعامل گرانشی بدن های مادی را ارائه داد، اما فیزیک این فرآیند را توضیح نداد. اینشتین قادر به توصیف آن توسط انحنای توسط یک فضای عظیم از فضای 4 بعدی بود: بدن در اطراف خود را یک اختلال ایجاد می کند، به عنوان یک نتیجه از آن بدن های اطراف شروع به حرکت در امتداد خطوط ژئودزیک (نمونه هایی از خطوط این خطوط خطوط است از عرض جغرافیایی زمین و طول جغرافیایی، که برای یک ناظر داخلی به نظر می رسد خطوط مستقیم است. اما در واقع کمی پیچیده است). اشعه های نور به همان شیوه سخن گفته می شود، که تصویر قابل مشاهده را برای یک شیء عظیم تحریف می کند. با تصادف موفقیت آمیز مقررات و توده های اشیاء، این منجر به (زمانی که انحنای زمان فضا به عنوان یک لنز بزرگ عمل می کند، منبع نور دور بسیار روشن تر است). اگر پارامترها کاملا مطابقت نداشته باشند - این می تواند منجر به تشکیل "صلیب انیشتین" یا "دایره انیشتین" بر روی تصاویر نجومی از اشیاء دور باشد.

در میان پیش بینی های این نظریه، کاهش شدید گرانشی در زمان وجود داشت (که نزدیک به شیء عظیم بر بدن دقیقا و همچنین کاهش سرعت در زمان شتاب)، گرانشی (زمانی که پرتو نور منتشر شده با یک بدن عظیم به قسمت قرمز طیف می رود به عنوان یک نتیجه از از دست دادن انرژی آنها برای کار کردن از "چاه گرانشی"، و همچنین امواج گرانشی (اختلال فضا-زمان، که هر جستی را تولید می کند در روند جنبش آن).

وضعیت نظریه

اولین تایید نظریه کلی نسبیت توسط انیشتین خود در همان سال 1915 به دست آمد، زمانی که منتشر شد، زمانی که منتشر شد، تئوری با دقت مطلق جابجایی پریشانی جیوه را توصیف کرد، که قبل از آن نمی توان از مکانیک نیوتنی توضیح داد. از آن لحظه، بسیاری از پدیده های دیگر باز شد، که توسط تئوری پیش بینی شده بود، اما در زمان انتشار آن بسیار ضعیف بود، به طوری که آنها می توان آنها را پرتاب کرد. این دومین کشف در حال حاضر افتتاح امواج گرانشی در تاریخ 14 سپتامبر 2015 بود.