W ogólnej teorii względności pojawia się wielkość. Wszystko na świecie będzie wiedział

Teoria względności była reprezentowana przez Alberta Einsteina na początku XX wieku. Jaka jest jego istota? Rozważmy najważniejsze i zrozumiałe język. Desiccate.

Teoria względności praktycznie wyeliminowała niespójne i sprzeczności fizyki XX wieku, wykonane w korzeniu, aby zmienić ideę struktury czasu przestrzeni i eksperymentalnie potwierdził w wielu eksperymentach i badaniach.

Tak więc tee spadł podstawę wszystkich nowoczesnych fundamentalnych teorii fizycznych. W istocie jest to matka współczesnej fizyki!

Zacznij od tego, warto zauważyć, że istnieją 2 teorie względności:

• Specjalna teoria względności (stacja serwisowa) - uważa, że \u200b\u200bprocesy fizyczne w równomiernie poruszających się obiektach.
• Ogólna teoria względności (OTO) opisuje przyspieszające obiekty i wyjaśnia pochodzenie takiego zjawiska jako grawitacji i istnienia.

Jasne jest, że sto pojawił się wcześniej, a w istocie jest częścią od. O niej i porozmawiajmy najpierw.

Sto prostych słów

Teoria opiera się na zasadzie względności, zgodnie z którą wszelkie prawa natury są takie same względem stałych i poruszających się ze stałą prędkością tel. I z takiej pozornie prostej myśli wynika, że \u200b\u200bprędkość światła (300 000 m / s w próżni) jest taka sama dla wszystkich ciał.

Na przykład wyobraź sobie, że otrzymałeś statek kosmiczny przed dalszą przyszłością, co może latać na ogromnej prędkości. Pistolet laserowy jest instalowany na nosie statków, zdolny do fotografowania fotonów do przodu.

Jeśli chodzi o statek, takie cząstki latają z prędkością światła, ale stosunkowo stały obserwator, wydają się latać szybciej, ponieważ oba prędkości są podsumowani.

Jednak naprawdę się nie wydarzy! Obserwator osób trzecich widzi fotony latające 300 000 m / s, jakby prędkość statek kosmiczny Nie dodawany do nich.

Konieczne jest zapamiętanie: W stosunku do dowolnego ciała prędkość światła będzie niezmieniona wielkość, bez względu na to, jak szybko się poruszyła.

Z tego, istnieją niesamowite wnioski wyobraźni, takie jak spowolnienie czasu, redukcja wzdłużna i zależność masy ciała od prędkości. Przeczytaj więcej o najciekawszych konsekwencjach specjalnej teorii względności, czytana w poniższym artykule.

Istota ogólnej teorii względności (OTO)

Aby lepiej go zrozumieć, musimy ponownie połączyć dwa fakty:

• Żyjemy w przestrzeni czterymniejszej

Przestrzeń i czas to przejawy tej samej esencji zwanej "Spatio-tymczasowym Continem". Jest to 4-wymiarowy czas przestrzenny z osiami współrzędnych X, Y, Z i T.

My, ludzie, nie są w stanie dostrzec 4 pomiarów równo. W istocie widzimy tylko projekcje obecnego czterymensjonalnego obiektu w przestrzeni i czasie.

Co ciekawe, teoria względności nie twierdzi, że ciała zmieniają się podczas jazdy. 4-wymiarowe obiekty zawsze pozostają niezmienione, ale z względnym ruchem projekcji może się zmienić. I dostrzegamy to jako spowolnienie czasu, rozmiar cięcia itp.

• Wszystkie ciała spadają na stałą prędkość i nie przyspieszają

Wydajmy straszny eksperyment myśli. Wyobraź sobie, że jedziesz w zamkniętej kabinie windy i są w stanie nieważkości.

Sytuacja ta może wystąpić tylko z dwóch powodów: albo jesteś w kosmosie, albo swobodnie spada razem z kabiną pod działaniem ziemskiej grawitacji.

Bez podglądania z budki jest absolutnie niemożliwe, aby odróżnić dwa te przypadki. W jednym przypadku latasz równomiernie, aw innym przyspieszeniem. Musisz odgadnąć!

Być może Albert Einstein rozważał nad wyimaginowaną windą, a on miał jedną niesamowitą myśl: Jeśli te dwa przypadki nie można rozróżnić, oznacza to, że spadek z powodu grawitacji jest również jednolitym ruchem. Tylko jednolity ruch znajduje się w czterymensjonalnym czasie przestrzeni, ale w obecności masowych ciał (na przykład) jest zakrzywiony, a jednolity ruch jest rzutowany w zwykłą trójwymiarową przestrzeń w postaci przyspieszonego ruchu.

Rozważmy jeszcze prostsze, choć nie jest całkowicie poprawny przykład krzywizny dwuwymiarowej przestrzeni.

Można sobie wyobrazić, że każde masywne ciało pod nim tworzy lejkę w kształcie. Następnie inne ciała latające przez, nie będą w stanie kontynuować ruchu w linii prostej i zmienić trajektorię zgodnie z zakrętami zakrzywionej przestrzeni.

Przy okazji, jeśli ciało nie ma takiej energii, to jego ruch może być na ogół zamknięty.

Warto zauważyć, że z punktu widzenia ruchomych ciał, nadal poruszają się w linii prostej, ponieważ nic, co czują, że to sprawia, że \u200b\u200bje obracają. Po prostu dostali się do zakrzywionej przestrzeni i nie zdając sobie sprawy, że mają trajektorię pośredniczącą.

Należy zauważyć, że 4 pomiary są skręcone, w tym czas, dlatego warto traktować tę analogię.

Tak in teoria ogólna Grawitacja względności nie jest wcale siły, ale tylko konsekwencją krzywizny czasoprzestrzeni. W tej chwili teoria ta jest roboczą wersją pochodzenia grawitacji i jest całkowicie zgodna z eksperymentami.

Niesamowite konsekwencje z

Promienie świetlne mogą się bawić, trzepotanie w pobliżu ogromnych ciał. Rzeczywiście, w przestrzeni znajdują się odległe przedmioty, które "ukrywają się" po innych, ale promienie świetlne są otoczone, aby światło przychodzi do nas.

Według silniejszego grawitacji wolniejsze przepływy czasowe. Fakt ten jest koniecznie uwzględniony podczas pracy GPS i Glonass, ponieważ ich satelity mają dokładny zegar atomowy, który zaznacza trochę szybciej niż na ziemi. Jeśli ten fakt nie zostanie uwzględniony, a następnie po pewnym dniu błąd współrzędnych będzie 10 km.

To dzięki Albert Einsteinowi, że możesz zrozumieć, gdzie biblioteka lub sklep znajduje się w pobliżu.

I wreszcie, OTO przewiduje istnienie czarnych dziur, wokół których grawitacja jest tak silna, że \u200b\u200bczas blisko po prostu zatrzymuje się. Dlatego światło, które w czarnej dziurze nie może go zostawić (odzwierciedlone).

W środku czarnej dziury, ze względu na ogromną kompresję grawitacyjną, obiekt jest utworzony z nieskończenie wysoką gęstością i takim wydaje się, że nie może.

Zatem, z może prowadzić do bardzo sprzecznych wniosków, w przeciwieństwie do, więc większość fizyków nie przyjęła w pełni całkowicie i nadal szukać alternatywy.

Ale wiele rzeczy i ona udaje nam się przewidzieć pomyślnie, na przykład, niedawne rewelacyjne odkrycie potwierdziło teorię względności i ponownie przypomina wielkiego naukowca ze suszonym językiem. Kochaj naukę, czytaj Vikinauka.

materiał z książki Stephen Hawking i Leonard Mlodinova "Najkrótsza historia czasu"

Względność

Fundamentalny postulat Einsteina, o którym mowa zasadę względności, mówi, że wszystkie prawa fizyki powinny być takie same dla wszystkich swobodnie poruszających obserwatorów niezależnie od ich prędkości. Jeśli prędkość światła jest stałą wartością, którą każdy swobodnie poruszający obserwator musi rejestrować tę samą wartość, niezależnie od prędkości, z którą zbliża się do źródła światła lub jest z niego usunięte.

Wymóg, aby wszyscy obserwatorzy spotykają się w oszacowaniu prędkości zmuszającą pojęcie czasu. Według teorii względności, obserwator podróżujący pociągiem, a ten, który stoi na platformie, będzie się różnić w oszacowaniu odległości przebytkowanej przez światło. A ponieważ prędkość jest odległością podzieloną przez czas, jedynym sposobem obserwatorów do dojścia do porozumienia w stosunku do prędkości światła jest również rozproszenie w ocenie czasu. Innymi słowy, teoria względności wyznacza ideę absolutnego czasu! Okazało się, że każdy obserwator powinien mieć własną miarę czasu i że identyczne godziny różnych obserwatorów niekoniecznie pokazują w tym samym czasie.

Mówiąc, że przestrzeń ma trzy wymiary, mamy na myśli, że pozycja punktu w nim może zostać przeniesiona za pomocą trzech liczb - współrzędnych. Jeśli przedstawymy czas w naszym opisie, dostajemy cztery wymiarowy czas.

Inną znaną konsekwencją teorii względności jest równoważność masy i energii, wyrażona przez słynnego równania Einsteina E \u003d MC 2 (gdzie E-Energy, M - masy ciała, C - prędkość światła). Ze względu na równoważność energii i masy energii kinetycznej, którą obiekt materiałowy spowodowany jego ruchem zwiększa jego masę. Innymi słowy, obiekt staje się trudniejszy do przyspieszenia.

Efekt ten jest niezbędny tylko dla ciał, które poruszają się z prędkością blisko prędkości światła. Na przykład, z prędkością 10% prędkości świetlnej, masa ciała wynosi tylko 0,5% więcej niż w spoczynku, ale z prędkością, która stanowi 90% prędkości światła, masa jest już więcej niż dwa razy więcej tak normalnie. Gdy światło zbliża się do światła, masa ciała zwiększa się szybciej, dzięki czemu wymagana jest więcej energii do przyspieszenia. Według teorii względności obiekt nigdy nie będzie w stanie osiągnąć prędkości światła, ponieważ w tym przypadku jego masa stała się nieskończona, a na mocy równoważności masy i energii wymaga by tego niekończącej się energii. Dlatego teoria względności na zawsze przenosi zwykłe ciało, aby poruszać się z prędkością mniejszej prędkości lekkiej. Tylko światło lub inne fale, które nie mają własnych mas, są w stanie poruszać się z prędkością światła.

Zakrzywiona przestrzeń

Ogólna teoria względności Einsteina opiera się na rewolucyjnym założeniu, że grawitacja nie jest powszechną siłą, ale konsekwencją faktu, że czas na czas nie jest płaski, jak zwyczajowo myśleć wcześniej. W ogólnej teorii względności czas przestrzeni jest zakrzywiony lub wykręcony masą i energią umieszczoną w nim. Ciała, podobne do Ziemi, poruszają się w zakrzywionych orbitach, nie podlegającej sile, o których mowa wrazę.

Ponieważ linia geodezyczna jest najkrótszą linią między dwoma portami lotniczymi, nawigacjami prowadzi samolotami na takich drogach. Na przykład, mógłbyś, postępować zgodnie z świadectwem kompasu, latać 5966 kilometrów od Nowego Jorku do Madrytu prawie ściśle ze wschodem wzdłuż geograficznej równolegle. Ale będziesz musiał przykryć tylko 5802 kilometrów, jeśli latasz do dużego kręgu, pierwsze północno-wschodnie, a następnie stopniowo obracając się na wschód i dalej na południowy wschód. Widok tych dwóch tras na mapie, gdzie powierzchnia ziemi zniekształcony (reprezentowany przez mieszkanie), zwodniczo. Przenoszenie "proste" na wschód od jednego punktu do drugiego na powierzchni świata, faktycznie poruszasz się nie w linii prostej, a nie przez najkrótszą linię geodezyjską.

Jeśli trajektoria statku kosmicznego, która porusza się w przestrzeni w linii prostej, jest właściwa na dwuwymiarowej powierzchni Ziemi, okazuje się, że jest ona zakrzywiona.

Zgodnie z ogólną teorią względności pola grawitacyjne muszą być wygięte światło. Na przykład teoria przewiduje, że w pobliżu promieni słońca światła powinny być lekko zwinięte w kierunku pod wpływem masy oprawy. Tak więc światło odległy gwiazdy, dzieje się obok słońca, odrzuci mały kąt, z powodu tego, co obserwator na ziemi zobaczą, że gwiazda nie jest w całości, gdzie znajduje się w rzeczywistości.

Przypomnij sobie, że zgodnie z główną postulacją specjalna teoria Rodowości Wszystkie przepisy fizyczne są takie same dla wszystkich swobodnie poruszających obserwatorów, niezależnie od ich prędkości. Mniej więcej mówiący, zasada równoważności rozprzestaje tę zasadę na tych obserwatorów, którzy nie są wolni, ale pod działaniem pola grawitacyjnego.

W wystarczających małych obszarach przestrzeni nie można ocenić, czy jesteś w spoczynku w polu grawitacyjnym, czy poruszasz się ze stałym przyspieszeniem w pustej przestrzeni.

Wyobraź sobie, że jesteś w windzie na środku pustej przestrzeni. Nie ma grawitacji, nie "top" i "nizy". Pływasz swobodnie. Następnie winda zaczyna się poruszać ze stałym przyspieszeniem. Nagle czujesz wagę. Oznacza to, że naciskasz do jednej z ścian windy, która jest teraz postrzegana jako podłoga. Jeśli weźmiesz jabłko i zwolniasz go, spadnie na podłogę. W rzeczywistości, teraz, gdy poruszasz się z przyspieszeniem, wewnątrz windy wszystko nastąpi dokładnie tak samo jak jeśli winda nie poruszała się w ogóle, ale spoczywała w jednorodnej dziedzinie grawitacji. Einstein zdał sobie sprawę, że tak jak, będąc w samochodzie jazdy, nie możesz powiedzieć, że jest to warto lub równomiernie porusza się, a w windzie nie jesteś w stanie ustalić, czy porusza się z ciągłym przyspieszeniem lub jest w jednorodnym polu grawitacyjnym . Wynikiem tego zrozumienia była zasada równoważności.

Zasada równoważności i danego przykładu jego manifestacji będą sprawiedliwe tylko wtedy, gdy msza obojętna (wliczona w drugą ustawę Newtona, która określa, KA-niektóre przyspieszenie daje ciało stosowane do niego) i masę grawitacyjną (przychodzącą Newton w połączeniu, co określa wielkość atrakcji grawitacyjnej) istotą tego samego.

Wykorzystanie równoważności Einsteina mas obojętnych i grawitacyjnych do wycofania zasady równoważności i ostatecznie całą ogólną teorię względności jest przykładem uporczywego i konsekwentnego rozwoju logicznych wniosków w historii myśli ludzkiej.

Wolny czas

Kolejną przewidywaniem ogólnej teorii względności jest to, że w pobliżu masywnych ciał, takich jak ziemia, powinna spowolnić kurs.

Teraz, zapoznanie się z zasadą równoważności, możemy śledzić przebieg argumentu Einsteina, spełniając kolejny eksperyment psychiczny, który pokazuje, dlaczego grawitacja wpływa na czas. Wyobraź sobie rakietę latającą w przestrzeni. Dla wygody zakładamy, że jego ciało jest tak wielkie, że światło jest wymagane przez całość sekundę, aby przejść wzdłuż go od góry do dołu. I wreszcie, przypuśćmy, że w rakiecie znajdują się dwa obserwator: jeden - na górze, sufit, drugi - poniżej, na podłodze, a obie są wyposażone w te same zegary prowadzące odliczanie sekund.

Przypuśćmy, że górny obserwator, czekający na odliczanie jego zegarza, natychmiast wysyła niższy sygnał świetlny. Następnym razem wysyła drugi sygnał. Według naszych warunków jedna sekunda będzie potrzebować każdego sygnału dotarcia do dolnego obserwatora. Ponieważ górny obserwator wysyła dwa światła z odstępem w ciągu jednej sekundy, dolny obserwator zarejestruje je z tym samym interwałem.

Co się zmieni, jeśli w tym eksperymencie, zamiast swobodnie pływać w przestrzeni, rakieta staną na ziemi, doświadczają grawitacji? Według teorii Newtona Grawitacja nie wpłynie na stan rzeczy: Jeśli obserwator będzie przesyłać sygnały na górze, wtedy obserwator będzie na dole tego samego przedziału. Ale zasada równoważności przewiduje inny rozwój wydarzeń. Co dokładnie będziemy mogli zrozumieć, jeżeli zgodnie z zasadą równoważnej umysłowo zastępuje działanie grawitacji przez ciągłe przyspieszenie. Jest to jeden z przykładów, jak Einstein wykorzystał zasadę równoważności podczas tworzenia nowej teorii grawitacji.

Załóżmy, że nasza rakieta jest przyspiesza. (Zakładamy, że przyspiesza powoli, aby jego prędkość nie zbliża się do szybkości światła). Ponieważ obudowa rakietowa przesuwa się, pierwszy sygnał będzie musiał przejść mniejszą odległość niż przed (przed przyspieszeniem), a dotrze w dolnym obserwatorze, zanim daj mi ust. Jeśli rakieta poruszała się ze stałą prędkością, drugi sygnał dotrze dokładnie tak samo wcześniej, więc przedział między dwoma sygnałami pozostanie równy jednej sekundzie. Ale w chwili prawej strony drugiego sygnału, ze względu na przyspieszenie rakiety, porusza się szybciej niż w momencie wysyłania pierwszego, więc drugi sygnał przejdzie mniejszy dystans niż pierwszy i wydać jeszcze mniej czasu. Obserwator poniżej, odnoszący się do jego zegara, naprawi, że przedział między sygnałami jest mniejszy niż sekundy i nie zgadza się z górnym obserwatorem, który twierdzi, że wysłał sygnały dokładnie przez sekundę.

W przypadku przyspieszającego rakiety efekt ten prawdopodobnie nie powinien być szczególnie zaskoczony. W końcu właśnie to wyjaśniliśmy! Ale pamiętajcie: Zasada równoważności mówi, że to samo dzieje się, gdy rakieta spoczywa w polu grawitacyjnym. Dlatego tak, jeśli rakieta nie jest przyspieszona, ale na przykład stoi na stole wyjściowym na powierzchni Ziemi, sygnały wysyłane przez górnego obserwatora w przedziale na sekundę (zgodnie z jego zegarem) przyjdzie do dolnego obserwatora z mniejszym odstępem (przez swoją o'clock). To naprawdę niesamowite!

Grawitacja zmienia przepływ czasu. Podobnie jak specjalna teoria względności mówi nam, że czas trwa inaczej dla obserwatorów poruszających się w stosunku do siebie, ogólna teoria względności ogłasza, że \u200b\u200bistnieje skok czasu dla obserwatorów znajdujących się w różnych dziedzinach grawitacyjnych. Zgodnie z ogólną teorią względności, dolny obserwator rejestruje krótszy interwał między sygnałami, ponieważ powierzchnia ziemi czas spływają wolniej, ponieważ ciężar jest tutaj silniejszy. Im silniejsza pole grawitacyjne, tym bardziej ten efekt.

Nasze zegary biologiczne reagują również na zmiany w czasie. Jeśli jeden z bliźniaków żyje na szczycie góry, a drugi - nad morzem, pierwsza będzie rosła szybciej niż druga. W tym przypadku różnica w wiekach będzie nieistotna, ale znacznie wzrośnie, ponieważ jeden z bliźniaków pójdzie na długą podróż na statku kosmicznym, który przyspiesza, aby prędkość blisko światła. Kiedy powraca wędrowca, będzie znacznie młodszy niż brat na ziemi. Ten przypadek jest znany jako paradoks bliźniąt, ale jest tylko paradoksem dla tych, którzy trzymają się pomysłu absolutnego czasu. Nie ma wyjątkowego absolutnego czasu w teorii względności - dla każdej osoby istnieje własna miara czasu, co zależy od tego, gdzie jest i jak się porusza.

Wraz z pojawieniem się ultra-precyzyjnych systemów nawigacyjnych, które otrzymują sygnały z satelitów, różnicy w ciągu kilku godzin na różnych wysokościach nabytej wartość praktyczna. Jeśli instrument zignorował prognozy ogólnej teorii względności, błąd w ustalaniu lokalizacji może osiągnąć kilka kilometrów!

Pojawienie się ogólnej teorii względności w korzeniu zmieniło sytuację. Przestrzeń i czas znalazł status jednostek dynamicznych. Gdy ciała są przemieszczane lub siły, powodują krzywiznę przestrzeni i czasu, a struktura czasu przestrzeni, z kolei wpływa na ruch organów i działanie sił. Przestrzeń i czas nie tylko wpływają na wszystko, co dzieje się we wszechświecie, ale także zależało od tego wszystkiego.

Wyobraź sobie nieustraszony astronauta, który pozostaje na powierzchni zapadającej gwiazdy podczas katastrofalnej kompresji. W pewnym momencie, na jego zegarze, powiedzmy o godzinie 11:00, gwiazda zostanie ściśnięta na krytyczny promień, za którą pole grawitacyjne jest tak bardzo wzmocnione, że nie można się z tego wyrwać. Załóżmy, że zgodnie z instrukcjami astronauta powinien wysłać sygnał na statek kosmiczny, który jest w orbicie w jakiejś ustalonej odległości od centrum gwiazdy. Zaczyna przekazywać sygnały o 10:59:58, czyli w dwóch sekundach do 11:00. Co zarejestruje załogę na pokładzie statku kosmicznego?

Wcześniej, wykonując eksperyment psychiczny z przeniesieniem sygnałów światła w rakiecie, upewniliśmy się, że grawitacja spowalnia czas i jak jest silniejszy, ważniejszy efekt. Astronauta na powierzchni gwiazdy znajduje się w silniejszym polu grawitacyjnym niż jego koledzy w orbicie, więc jedna sekunda na jego zegarze będzie trwać dłużej niż sekundę przez zegar. Od astronauta, wraz z powierzchnią, przesuwa się do środka gwiazdy, pole działające na nim staje się coraz silniejsze, więc odstępy między jego sygnałami przyjęto na pokładzie statku kosmicznego są stale wydłużone. Ten czas rozciągania będzie bardzo nieznaczny do 10:59:59, więc dla astronautów w orbicie przedział między sygnałami minął o 10:59:58 i o 10: 59: 59: 59, bardzo niewyraźny przekroczy sekundę. Ale sygnał wysłany o godzinie 11:00, statek nie będzie czekać.

Wszystko, co stanie się na powierzchni gwiazdy między 10:59:59 a 11:00 przez zegar astronauta, rozciąga się na zegarze statku kosmicznego do nieskończonego okresu czasu. Wraz z podejściem do 11:00 odstępy między przybyciem kolejnych grzbietów a depresją emitowanym przez emitowane przez emitory fale gwiazdowe są coraz bardziej dłużej; To samo dzieje się z odstępami między sygnałami astronauta. Ponieważ częstotliwość promieniowania jest określana przez liczbę grzbietów (lub depresji) nadchodzących w sekundę, w corazniejszej częstotliwości promieniowania gwiazdowego zostanie zapisana na statku kosmicznym. Lampka gwiazdy stanie się coraz bardziej rumieniona i jednocześnie migotanie. W końcu gwiazda zapewni, że zostanie niewidzialny dla obserwatorów na statku kosmicznym; Wszystko, co pozostaje czarna dziura w przestrzeni. Jednak działanie gwiazdy na statku kosmicznym będzie kontynuowane, a będzie nadal odwołać się w orbicie.

Ogólna teoria względności (od niego. Allgemeine relativitätstheorie) - geometryczna teoria ciężkości, rozwijająca się specjalna teoria względności (Str), opublikowany przez Albert Einstein w 1915-1916. W ramach ogólnej teorii względności, podobnie jak w innych teoriach metrycznych, jest on postulowany, że skutki grawitacyjne wynikają z interakcji niezwiązanych z organami i dziedzinami w czasie przestrzeni, ale przez deformację samego miejsca, który jest podłączony, w szczególności z obecnością masowo-energia. Ogólna teoria względności różni się od innych teorii metrycznych poprzez wykorzystanie równań Einsteina w celu podjęcia krzywizny czasowego czasu z obecną sprawą. Według najbardziej udanej teorii grawitacji, potwierdzone przez obserwacje. Pierwszym sukcesem ogólnej teorii względności było wyjaśnienie anomalicznej precesji perifelion rtęci. Następnie, w 1919 r. Arthur Eddington zgłosił przestrzeganie odchylenia światła w pobliżu Słońca w czasie całego zaćmienia, który jakościowo i ilościowo potwierdził przewidywania ogólnej teorii względności. Od tego czasu wiele innych obserwacji i eksperymentów potwierdziło znaczną ilość predykcji teorii, w tym spowolnienie grawitacyjne w czasie, grawitacyjne czerwone przemieszczenie, opóźnienie sygnału w polu grawitacyjnym i, dotychczas jedynie pośrednio, promieniowanie grawitacyjne. Ponadto, liczne obserwacje są interpretowane jako potwierdzenie jednej z najbardziej tajemniczych i egzotycznych przewidywania ogólnej teorii względności - istnienie czarnych dziur. Pomimo oszałamiającego sukcesu ogólnej teorii względności, jest dyskomfort w społeczności naukowej, po pierwsze, po pierwsze, aby nie było możliwe przeformułowanie jako klasycznego limitu teorii kwantowej, a po drugie, tak że sama teoria wskazuje granice Jego stosowalność, ponieważ przewiduje pojawienie się nieuzasadnionych rozbieżności fizycznych podczas rozważania czarnych dziur i ogólnie osobliwości przestrzeni czasu. Aby rozwiązać te problemy, proponowano numer alternatywne teorieNiektóre z nich są również kwantowe. Nowoczesne dane eksperymentalne wskazują jednak, że każdy rodzaj odchylenia z OTO powinien być bardzo mały, jeśli w ogóle istnieją. Wartość ogólnej teorii względności idzie daleko poza teorią ciężkości. W matematyce specjalna teoria względności stymulowała badania w dziedzinie teorii reprezentacji grup Lorentz w przestrzeni Hilberta oraz ogólną teorię względności stymulowanej badania nad ujawnieniem geometrii Riemann i pojawienia się geometrii różnicowej powinowactwa, jak jak również rozwój teorii ciągłych liberałów. Teoria względności można uznać za przykład pokazujący jako fundamentalny odkrycie naukoweCzasami nawet sprzeczne z wolą jego autora, powoduje powstanie nowych owocnych obszarów, których rozwój dzieje się dalej na własnej ścieżce.
Podstawowe zasady ogólnej teorii względności
Potrzeba modyfikowania Newtonian Teorii Grawitacji Klasyczna teoria Newton opiera się na koncepcji siły grawitacji, która jest siłą długą zasięgu: działa natychmiast na każdej odległości. Ta chwilowa natura działania jest niezgodna z koncepcją pola w nowoczesnej fizyce. W teorii względności, żadne informacje nie można rozprzestrzeniać szybciej niż prędkość światła w próżni. Matematycznie, siła grawitacyjnego Newtona pochodzi z potencjalnej energii ciała w dziedzinie grawitacji. Potencjał grawitacyjny odpowiadający tej potencjalnej energii podlega równaniu Poisson, które nie jest niezmienne z transformatorami Lorentz. Przyczyną niezmienności jest fakt, że energia w specjalnej teorii względności nie jest wartością skalarną, ale przechodzi do tymczasowego składnika czwartego wektora.
Teoria grawitacji wektor. Okazuje się, że jest podobną teorią pole elektromagnetyczne Maxwell i prowadzi do negatywnej energii fal grawitacyjnych, które wiąże się z charakterem interakcji: przyciągane są tytułowe opłaty (masa) w grawitacji, a nie odpychają, jak w elektromagnetyzmie.
W związku z tym teoria grawitacji Newtona jest niezgodna z podstawową zasadą specjalnej teorii względności - niezmienności praw przyrody w dowolnym systemie odniesienia bezwładności, a bezpośrednio uogólnieniem wektora teorii Newtona, po raz pierwszy zaproponowany przez Poincare w 1905 roku Pracuj "Na dynamikę elektronów", prowadzi do fizycznie niezadowalających wyników. Einstein rozpoczął poszukiwania teorii grawitacji, która byłaby zgodna z zasadą niezmienności praw dotyczących jakiegokolwiek systemu referencyjnego. Wynikiem tego wyszukiwania była ogólna teoria względności, w oparciu o zasadę tożsamości masowej grawitacyjnej i obojętnej masy.
Zasada równości mas grawitacyjnych i obojętnych
W mechanice nierelatiwistycznej istnieją dwie koncepcje masy: pierwszy odnosi się do drugiego prawa Newtona, a drugi do prawa społeczności świata. Pierwsza masa jest obojętnym (lub inercją) - istnieje nastawienie szaty, działając na ciało, do jego przyspieszenia. Druga masa - grawitacyjna - określa siłę przyciągania ciała przez inne organy i własną siłę przyciągania. Te dwie masy są mierzone, jak widać z opisu, w różnych eksperymentach, dlatego nie są one całkowicie związane, a nawet bardziej - proporcjonalne do siebie. Jednak ich eksperymentalnie zainstalowała ścisła proporcjonalność pozwala nam mówić o pojedynczej masie ciała w interakcjach linowych i grawitacyjnych. Odpowiedni wybór jednostek może sprawić, że te masy równe się nawzajem. Czasami zasada równości mas grawitacyjnych i obojętnych jest nazywana słabą zasadą równoważności. Idea zasady wraca do Galilei, aw nowoczesnej formie została uruchomiona przez Isaac Newton, a równość mas została zweryfikowana przez nią eksperymentalnie ze względną dokładnością 10-3. W późny XIX. Wiek, bardziej subtelne eksperymenty spędziły tło Etvina, przynosząc dokładność testu zasady do 10-9. W XX wieku technika eksperymentalna umożliwiła potwierdzenie równości masy ze względną dokładnością 10-12-10-13 (Braginsky, Dickka itp.).
Zasada kowariancji ogólnej
Równania matematyczne opisujące prawa natury nie powinny zmieniać swoich gatunków i być uczciwe w transformacjach do żadnych systemów współrzędnych, czyli bovariant w odniesieniu do wszelkich transformacji współrzędnych.
Zasada Closestream.
W przeciwieństwie do fizyki Newtona (która opiera się na fizycznej zasadzie dalekiego zasięgu), teoria względności opiera się na fizycznej zasadzie closestream. Według niego stawka transmisji interakcji przyczynowej jest skończona i nie może przekraczać prędkości światła pod próżnią. Tylko takie zdarzenia mogą być podłączone, kwadrat odległości między tym, który nie przekracza wartości, w którym - prędkość światła, przedział czasu między zdarzeniami (oddzieloną przedziałem czasowym). Wydarzenia związane z przyczynami w teorii względności mogą znajdować się tylko w linii podobnej do linii przestrzeni Minkowskiego. W ogólnej teorii względności jest to linia w nie-poziomie. Niezmienność związków przyczynowych w teorii względności związana jest z zasadą Closestream. Jeśli jedno zdarzenie jest przyczyną innego w niektórych inercyjnych systemach odniesienia, jest to prawdą w dowolnym innym inercyjnym systemie odniesienia w stosunku do pierwszej prędkości, niższej prędkości.
Zasada przyczynowości
Zasada przyczynowości w teorii względności twierdzi, że każde zdarzenie może mieć wpływ przyczynowy tylko na tych zdarzeniach, które występują później niż i nie może mieć wpływu na jakiekolwiek zdarzenia. Przyczynowość ma następujące właściwości:
. Przyczynowość to stosunek nie między rzeczami, ale między wydarzeniami.
. Warunek, dla którego wreszcie stawka działań przyczynowych jest ostatecznie nie może przekraczać prędkości światła w próżni, wyjątkowo określa stan zdolności do istnienia z przyczynowym połączeniem między dwoma zdarzeniami: tylko takie zdarzenia mogą być przyczyną, kwadratowy kwadrat Odległość między tym, jaką w przestrzeni trójwymiarowej nie przekracza wartości (oddzielonej interwałem czasu). W teorii względności, powiązane wydarzenia są spowodowane przez linie podobne do czasu w przestrzeni Minkowskiej.
. Przyczynowość niezmiennika relatywistycznego, czyli dwa zdarzenia, które są konsekwencją, a przyczyną w jednym układzie odniesienia bezwładności są konsekwencją i przyczyną i we wszystkich innych systemach referencyjnych bezworów poruszających się w stosunku do niej z prędkością mniejszej prędkości światła. Niezmienność przyczynowości wynika z fizycznej zasady Closestream.
Zasada najmniejszej akcji
Zasada najmniejszej działań odgrywa ważną rolę w ogólnej teorii względności. Zasada najmniejszej skargi o wolnym punkcie materiału w teorii względności twierdzi, że porusza się tak, że jego globalna linia jest skrajna (minimalna działanie) między dwoma z góry określonymi punktami światowymi. Jego formułowanie matematyczne: gdzie. Zasady najmniejszej działań, możliwe jest uzyskanie równań ruchu cząstki w polu grawitacyjnym. Dostajemy :. W związku z tym: . Tutaj, gdy integrując się w częściach, w drugim terminie jest brane pod uwagę, że na początku i na końcu segmentu integracji. W drugim członku w ramach integralnego zastąpienia indeksu indeksu. Dalej :. Trzeci kutas można napisać w formie. Wchodząc do symboli Cristraffel :. Uzyskujemy równanie ruchu materialnego punktu w dziedzinie grawitacyjnej: zasada najmniejszych działań na dziedzinie grawitacji i tej kwestii po raz pierwszy zasada najmniejszych działań w dziedzinie grawitacji i sprawy została sformułowana przez D. Hilbert. Jego sformułowanie matematyczne:, gdzie - różnorodność wpływu materii, fragmentu energy-pulsowej materii, jest wyznacznikiem matrycy składającym się z wartości tensora metrycznego - zmienność działania pola grawitacyjnego, gdzie skalarna krzywizna. Stąd równania Einsteina uzyskuje się przez zmienność.
Zasada ochrony energii
Zasada ochrony energii odgrywa ważną heurystyczną rolę w teorii względności. W specjalnej teorii względności wymóg niezmienności przepisów ochrony energii i impulsu w stosunku do transformacji Lorentz jednoznacznie określa rodzaj impulsu energetycznego i impulsowego. W ogólnej teorii względności, prawo zachowania impulsu energetycznego stosuje się jako zasadę heurystyczną w wyniku równań pola grawitacyjnego. Jednym z założeń w zawarciu równań dziedziny grawitacyjnej jest założenie, że prawo zachowania impulsu energetycznego musi być istotnie wdrażane w wyniku równań pola grawitacyjnego.
Zasada ruchu w linii geodezyjnych
Jeśli masa grawitacyjna jest dokładnie równa bezwładności, a następnie w wyrażeniu, aby przyspieszyć ciało, na którym tylko siły grawitacyjneOba masy są zmniejszone. Dlatego przyspieszenie ciała, a zatem jego trajektoria nie zależy od masy i wewnętrznej struktury ciała. Jeśli wszystkie ciała w tym samym punkcie miejsca otrzymują to samo przyspieszenie, to przyspieszenie może być związane z właściwościami organów, ale w tym momencie w tym momencie. W ten sposób opis interakcji grawitacyjnej między organami można zmniejszyć do opisu czasu przestrzeni, w której się poruszają. Naturalne jest założenie, jak Einstein zrobił, że ciała poruszają się wzdłuż bezwładności, czyli tak, że ich przyspieszenie w swoim własnym systemie odniesienia wynosi zero. Trajektorie telefonu będą następnie liniami geodezyjnymi, których teoria została opracowana przez matematyków w XIX wieku. Same linie geodezyjne można znaleźć, jeśli są ustawione w czasie przestrzeni analogu odległości między dwoma zdarzeniami, zwaną funkcją interwałową lub światową. Interwał w przestrzeni trójwymiarowej i jednowymiarowy czas (innymi słowy, w czternoymiarowym czasie przestrzeni) jest ustawiony przez 10 niezależnych składników tensora metrycznego. Te 10 liczb tworzą metrykę przestrzeni. Określa "odległość" między dwoma nieskończenie zamkniętymi punktami czasu W różnych kierunkach. Linie geodezyjne odpowiadające linii światowej fizyczny TelCzyj prędkość jest mniejsza niż prędkość światła, okazuje się liniami największego, czyli czas mierzony godzinami, ciężko przymocowany do ciała obok tej trajektorii. Nowoczesne eksperymenty potwierdzają ruch ciała przez linie geodezyjne o tej samej dokładności, co równość grawitacyjnej i obojętnej masy.
Kurfatywny czas
Odchylenie Linie geodezyjne w pobliżu ogromnego ciała Jeśli uruchomisz dwa ciała z dwóch punktów zamykających równolegle do siebie, a następnie w polu grawitacyjnym, stopniowo zaczną się bliżej, albo usunięć od siebie. Efekt ten nazywany jest odchyleniem linii geodezyjnych. Podobny efekt można zaobserwować bezpośrednio, jeśli uruchomisz dwie kulki równolegle do siebie na membranie gumowej, która jest zawarta w środku masywnej pozycji. Kulki będą rozproszyć: ten, który był bliżej przedmiotu membrany, będzie dążyć do centrum silniejszego niż bardziej odległe piłkę. Ta rozbieżność (odchylenie) wynika z membrany krzywizny. Podobnie, w czasie przestrzeni, odchylenie linii geodezji (rozbieżność między trajektorami organów) jest związana z jego krzywizną. Krzywa czasoprzestrzeniowa jest jednoznacznie określana przez jego metryczny - metryczny tensor. Różnica między ogólną teorią względności a alternatywnymi teoriami grawitacji określa się w większości przypadków właśnie sposób komunikacji między materią (organami i dziedzinami rygorystycznej natury, tworząc pole grawitacyjne [wyjaśnić]) i właściwości metryczne czasu przestrzennego czasu .
Space-time OTO i silna zasada równoważności
Często jest to nieprawidłowe, że ogólna teoria względności opiera się na zasadzie równoważności pola grawitacyjnego i bezwładności, która może być sformułowana w następujący sposób: lokalny system fizyczny w polu grawitacyjnym, który jest nie do odróżnienia z tego samego systemu w przyspieszonym (stosunkowo System odniesienia bezwładnościowego) System odniesienia zanurzony w płaskim czasie specjalnej teorii względności. Czasami ta sama zasada postulatu
"Lokalna sprawiedliwość specjalnej teorii względności" lub nazywana jest "zasadą równoważności". Historycznie zasada ta naprawdę odegrała dużą rolę w ustanowieniu ogólnej teorii względności i był wykorzystywany przez Einsteina w swoim rozwoju. Jednak w ostatecznej formie teorii nie jest to faktycznie zawarte, ponieważ czas przestrzeni zarówno w przyspieszonym, jak iw oryginalnym systemie referencyjnym w specjalnej teorii względności jest bezkorkowane - płasko, aw ogólnej teorii RODość względna jest skręcona z każdym ciałem i jest jego krzywizna powoduje grawitacyjne tel. Ważne jest, aby pamiętać, że główną różnicą czasu przestrzeni z usługi kosmosowej jest jej krzywizna, która jest wyrażona przez wartość Tensora - zmiany krzywizny. W stacji usługi Space-Time tensor ten jest identycznie równy zero, a czas na czas jest płaski. Z tego powodu nazwa "Ogólna teoria względności nie jest całkowicie poprawna. Teoria ta jest tylko jedną z wielu teorii grawitacji rozpatrywanej przez fizycy obecnie, podczas gdy specjalna teoria względności (dokładniej, jej zasada metryczności przestrzeni) jest ogólnie przyjętą społecznością naukową i stanowi kamień węgielny podstawy współczesnej fizyki. Niemniej jednak należy zauważyć, że żadna z pozostałych opracowanych teorii grawitacji, z wyjątkiem od z, nie mogła wytrzymać kontroli z czasem i eksperymentem.
Problem systemu referencyjnego.
Problem z systemem odniesienia występuje w OTO, ponieważ fizyka w innych obszarach fizyki systemów referencyjnych w spontanicznym czasie są niemożliwe. Obejmuje to teoretyczną definicję systemu odniesienia (na przykład lokalnie układu współrzędnych, normalnych współrzędnych, współrzędnych harmonicznych) i wdrażanie go w praktyce przez fizyczne przyrządy pomiarowe. Problem pomiarów przez urządzenia fizyczne można zmierzyć tylko projekcje zmierzonych wartości w kierunku wskazującym, a bezpośredni pomiar prognoz przestrzennych jest wykonalny dopiero po wprowadzeniu układu współrzędnych przestrzennych, na przykład, Przez pomiar metryk, łączność i krzywiznę w pobliżu światowego widoku obserwatora, pakiet i odbiór sygnałów świetlnych odzwierciedlonych, lub odnosząc się do charakterystyki geometrycznej czasu przestrzeni (wzdłuż promieni świetlnych określonych przez geometrię, położenie źródła światła jest zdeterminowany).
Równania Einsteina.
Matematyczny sformułowanie ogólnej teorii względności równanie Einsteina jest związane ze sobą właściwością materii obecnej w spontanicznym czasie przestrzeni, z jego krzywizną. Są to najprostsze (najbardziej liniowe) wśród wszystkich możliwych równań tego rodzaju. Wyglądają tak: gdzie - Tensor Ricci, wynikający z traktora krzywizny czasoprzestrzeni, przez pot w parach indeksów - skalarna krzywizna, Tensor Ricci - stała kosmologiczna, jest tensorem energii pulsu materii - Liczba Pi - prędkość światła pod próżnią, jest stała grawitacyjna Newtona. Tensor nazywa się tensorem Einsteina, a wielkość stałej grawitacyjnej Einsteina. Tutaj, wskaźniki greckie wskaźniki od 0 do 3. Double Contavariant Metryczny Tensor Ustawia stosunek krzywizny zakresu czasu, który wykorzystuje symbole Crystic, określone przez składniki dwukropowego metrycznego Tensora, symbolu Christoffel z jednym Najlepszy indeks według definicji jest równy, ponieważ równania Einsteina nie są one narzucone żadnych ograniczeń na współrzędne używane do opisania czasu przestrzeni, czyli, mają one własność ogólnego kowariancji, ograniczają wybór tylko 6 z 10 niezależnych składników Symetryczny tensor metryczny - system tylko z równań Einsteina jest nieuzasadnione. Dlatego ich rozwiązanie jest niejednoznaczne bez wprowadzenia niektórych ograniczeń na składniki metryk odpowiadających unikalnemu zadaniu współrzędnych w obszarze rozważanym w czasie przestrzeni i zwanych zatem zwykle współrzędnych warunków. Rozwiązywanie równań Einsteina w połączeniu z prawidłowo wybranymi warunkami współrzędnych można znaleźć wszystkie 10 niezależnych składników symetrycznego tensora metrycznego. Ten tensor metryczny (metryczny) opisuje właściwości czasoprzestrzeni w tym momencie i służy do opisania wyników eksperymentów fizycznych. Pozwala ustawić kwadrat interwału w spontanicznej przestrzeni, która określa "odległość" w przestrzeni fizycznej (metrycznej). Symbole Metrycznego Tensora Christoffel określają linie geodezyjne, dla których obiekty (organy próbne) poruszają się wzdłuż bezwładności. W najprostszym przypadku pustej przestrzeni (tensor energii jest zero) bez członka lambda, jeden z roztworów równań Einsteina jest opisany przez specjalną teorię względności Minkowskiego przez długi czas, kwestia obecności w trzecim członku Einsteina równania w lewej części. Cosmological Constant λ został wprowadzony przez Einstein w 1917 r. W pracy "Kosmologia i ogólną teorię względności" w celu opisania wszechświata statycznego zgodnie z ekspansją Wszechświata zniszczył filozoficzne i eksperymentalne fundamenty jego rachunkowości w teorii grawitacyjny. Dane nowoczesnej ilościowej kosmologii mówią jednak na korzyść modelu wszechświata rozszerzającego się przyspieszeniem, czyli, z pozytywnym stałą kosmologiczną. Z drugiej strony wartość tej stałej jest tak mała, co umożliwia nie uwzględnienie go w żadnych fizycznych obliczeniach, oprócz związanych z astrofizyką i kosmologią na klastrach galaktyk i powyżej. Najbardziej proste równania Einsteina w tym sensie, że krzywizna i impuls energii w nich są tylko liniowo, a ponadto, w lewej części znajdują się wszystkie wartości tensor wartości Valence 2, które mogą scharakteryzować czas na czas. Można je wywodzić z zasady najmniejszych działań w zakresie działania Einsteina - Hilberta: W przypadku gdy oznaczenia są deszyfrowane powyżej, jest gęstością Lagrangijskiej pól materialnych, ale daje niezmiennym elementem 4-wolumecznego czasu. Oto wyznacznik składający się z elementów matrycy dwukrotnie dwukropkowatą metryczną tensor. Znak minus jest wprowadzany w celu pokazania, że \u200b\u200bwyznacznik jest zawsze ujemny (dla metryki Minkowskiego wynosi -1). Z matematycznego punktu widzenia równanie Einsteina jest systemem nieliniowych równań różnorodnych w prywatnych instrumentach pochodnych w stosunku do tensora metrycznego czasu przestrzeni, więc suma ich rozwiązań nie jest nowym rozwiązaniem. W przybliżeniu liniowość można przywrócić tylko w badaniu małych zaburzeniach danego miejsca na czas, na przykład, dla słabych pól grawitacyjnych, gdy małe odchylenia współczynników metrycznych z ich wartości dla płaskiego czasu i są tak małe jak krzywizna wygenerowana przez nich. Dodatkową okolicznością, która utrudnia rozwiązanie tych równań, jest to, że źródło (Neis-Pulse Tensor) podlega własnym zestawie równań - równaniach ruchu środowiska, które wypełnia rozważane region. Odsetki jest faktem, że równania ruchu, jeżeli istnieją mniej niż cztery, wynikają z równań Einsteina ze względu na lokalne prawo zachowania impulsu energetycznego. Ta właściwość jest znana jako spójność równań Einsteina i została po raz pierwszy pokazana przez D. Hilberta w jego słynna praca "Podstawy fizyki". Jeśli równania ruchu są więcej niż cztery, konieczne jest rozwiązanie systemu z warunków współrzędnych, równań Einsteina i równania ŚrodowiskaCo jest jeszcze trudniejsze. Dlatego takie znaczenie jest przymocowane do znanych dokładnych rozwiązań tych równań. Najważniejsze dokładne rozwiązania równań Einsteina obejmują: Schwarzschald Solution (do czasu przestrzeni otaczającej sferycznie symetryczne i niedopuszczalne ogromny obiekt), decyzji Rissenger - Nordstraum (dla naładowanego sferycznie symetrycznego obiektu masywnego), Kerra Rozwiązanie (do obracającego się ogromnego obiektu), rozwiązanie Kerra - Newman (dla obracającego się ogromnego obiektu), a także kosmologiczne rozwiązanie Friedmana (dla Wszechświata jako całości) i dokładnych rozwiązań w falach grawitacyjnych. Wśród przybliżonych rozwiązań konieczne jest odróżnienie przybliżonych roztworów grawitacyjnych i fal roztworów uzyskanych przez metody pogłębiania poglądów. Numeryczne rozwiązanie równań Einsteina reprezentuje również trudności, które zostały rozwiązane tylko w 2000 roku, które doprowadziły do \u200b\u200bpojawienia się dynamicznie rozwijających się względności numerycznej (ENG). Einstein bez stałej kosmologicznej prawie jednocześnie wywodzi się w listopadzie 1915 r. David Hilberta (20 listopada, zawarcie z zasady najmniejszych działań) i Albert Einstein (25 listopada, zawarcie z zasady ogólnej kowariancji równań pola grawitacyjnego w połączeniu z lokalnym zachowaniem mocy). Praca Hilberta została opublikowana później niż Einsteinovskaya (1916). W przypadku kwestii priorytetowych istnieją różne opinie objęte artykułem o Einsteinie i pełniej w "kwestiach priorytetowych w teorii względności (ENG.)", Ale sam Hilbert nigdy nie twierdził i uważał go od stworzenia Einsteina.

Główne konsekwencje orbity Newtona (czerwonego) i Einsteina (niebieskie) jednej planety obracającej się wokół gwiazdy zgodnie z zasadą zgodności, w słabych dziedzinach przewidywania OTO zbiegają się z wynikami stosowania prawa newtonowskiego W całym świecie, z drobnymi zmianami, które rosną, gdy wzrasta siła pola. Pierwsze przewidywane i udowodnione eksperymentalne konsekwencje ogólnej teorii względności były trzy klasyczne skutki wymienione poniżej porządek chronologiczny Ich pierwszy czek:
1. Dodatkowa przesunięcie perifelium orbity rtęci w porównaniu z prognozami mechaniki Newtona.
2. Odchylenie wiązki światła w dziedzinie grawitacyjnej słońca.
3. Grawitacyjna zmiana czerwona lub spowolnienie czasu w polu grawitacyjnym.
Istnieje wiele innych efektów, które są weryfikacją eksperymentalną. Wśród nich można wspomnieć o odchyleniu i opóźnieniu (efekt kapiro) fal elektromagnetycznych w dziedzinie grawitacyjnej słońca i Jowisza, efektem Lensee - Trzykawka (precesja żyroskopu w pobliżu obracającego się ciała), astrofizyczne dowody istnienia czarnych dziur, dowód promieniowania fal grawitacyjnych z zamkniętymi systemami podwójne gwiazdy i rozbudowa wszechświata. Do tej pory niezawodne świadectwa eksperymentalne, które obalały OTO nie zostały wykryte. Odchylenia zmierzonych wartości efektów przewidywanych przez OTO nie przekraczają 0,01% (dla powyższych zjawisk klasycznych). Mimo to, ze względu na różne przyczyny teoretyki zostały opracowane przynajmniej 30 Alternatywne teorie grawitacji, a niektóre z nich umożliwiają uzyskanie arbitra w pobliżu wyników z odpowiednimi wartościami parametrów zawartych w teorii.
Potwierdzenia eksperymentalne z OTO
Prognoza Ogólna teoria względności.
Efekty związane z przyspieszeniem systemów referencyjnych najpierw z tych efektów jest spowolnienie grawitacyjne w czasie, dzięki czemu każdy zegar pójdzie wolniejszym, głębiej w otworze grawitacyjnej (bliżej korpusu żwiru). Efekt ten został bezpośrednio potwierdzony w eksperymencie Hafel - King, a także w eksperymencie Sonda grawitacyjnego A. i stale potwierdzone GPS. Efekt bezpośrednio związany z tym jest wyrzutnik czerwonego światła grawitacyjnego. W tym celu rozumie się, że zmniejsza częstotliwość światła w stosunku do lokalnych godzin (odpowiednio, przesunięcie linii spektrum do czerwonego końca widma w stosunku do skali lokalnej), gdy światło jest rozmnażane z otworu grawitacyjnego do Na zewnątrz (z regionu o mniejszym potencjale grawitacyjnym do regionu z dużym potencjałem). Grawitacyjne czerwone odchylenie znaleziono w widmach gwiazd i słońca i jest niezawodnie potwierdzone już w kontrolowanych warunkach ziemskich w eksperymencie Porend i Rebb.
Spowolnienie grawitacyjne w czasie, a krzywizna przestrzeni pociąga za sobą inny efekt zwany efektem Shapiro (znany również jako opóźnienie sygnału grawitacyjnego). Ze względu na ten efekt sygnały elektromagnetyczne idą dłużej niż w przypadku braku tego pola. Zjawisko to zostało wykryte podczas planów radarowych układu solarnego i statków kosmicznych przechodzących za słońcem, a także podczas obserwacji sygnałów z podwójnych pulsarów. Dzięki najwyższej dokładności na 2011 r. (Około 7,10-9), ten rodzaj efektów mierzono w eksperymencie prowadzonym przez Holger Muller Group z University of California. W eksperymencie atomy cezu, których prędkość została skierowana do góry na powierzchni Ziemi, działanie dwóch belek laserowych przełożył się na superpozycję państw o \u200b\u200bróżnych impulsach. Ze względu na fakt, że siła narażenia grawitacyjnego zależy od wysokości powyżej powierzchni Ziemi, fazy fali fali każdego z tych państw podczas powrotu do punktu początkowego różniły się. Różnica między tymi nalotami spowodowała zakłócenia atomów wewnątrz chmury, więc zaobserwowano zamiast jednorodnego rozkładu atomów, przemienne zagęszczanie i próżnia, które były mierzone przez wpływ na chmurę atomów z belkami laserowymi i pomiarami prawdopodobieństwo wykrywania atomów w pewnym wybranym punkcie przestrzeni.
Grawitacyjne odchylenie światła
Najbardziej znany wczesny czek OTO stał się możliwy ze względu na całkowite zaćmienie solarne z 1919 roku. Arthur Eddington pokazał, że widoczne pozycje gwiazd różnią się w pobliżu słońca dokładnie zgodnie z prognozami OTO. Krzywa ścieżki światła występuje w każdym przyspieszonym systemie odniesienia. Szczegółowy widok obserwowanego trajektorii i skutków grawitacyjnych Lenzowania zależy jednak od krzywizny czasu. Einstein dowiedział się o tym efekcie w 1911 r., A kiedy był heurystyczny przez wielkość krzywizny trajektorii, okazało się, że jest taka sama, jak przewidziano przez klasyczną mechanikę cząstek poruszających się z prędkością światła. W 1916 r. Einstein odkrył, że w rzeczywistości, w zmianie kątowej kierunek rozprzestrzeniania się światła jest dwa razy więcej niż w teorii Newtona, w przeciwieństwie do poprzedniego rozważania. W ten sposób ta prognoza stała się kolejnym sposobem na sprawdzenie. Od 1919 r. Zjawisko to zostało potwierdzone przez obserwacje astronomiczne gwiazd w procesie zaćmienia słońca, a także o wysokiej dokładności sprawdzonej przez radio interferometryczne obserwacje kwazarów przechodzących w pobliżu słońca podczas jego ścieżki przez ECliptyk.
Grawitacyjna linanca Występuje, gdy jeden zdalny ogromny obiekt jest blisko lub bezpośrednio na linii łączącej obserwator z innym obiektem, znacznie bardziej pilotem. W tym przypadku krzywiatura trajektorii światła bliżej prowadzi do zniekształcenia formularza zdalnego obiektu, który z rozdzielczością o małej rozdzielczości prowadzi głównie do wzrostu całkowitej jasności obiektu zdalnego, więc zjawisko to nazywano Linzing . Pierwszym przykładem grawitacyjnego Leinzingu było uzyskanie dwóch bliskich obrazów z tego samego QSO 0957 + 16 quasar w 1979 r., B (Z \u003d 1,4) przez angielskich astronomów D. Walsh i innych. "Kiedy okazało się, że oba quasar zmieniają ich połysk Unison, astronomowie zdali sobie sprawę, że w rzeczywistości są to dwa obrazy jednego quasaru, zobowiązany efekt soczewki grawitacyjnej. Wkrótce znaleźliśmy sam obiektyw - odległe galaktyka (z \u003d 0,36), leżącego między ziemią a quasar "\u003d. Od tego czasu znaleziono wiele innych przykładów odległych galaktyk i kwasarów dotkniętych linlikiami grawitacyjnymi.
Na przykład znany tak zwany Einstein Cross, Gdzie galaktyka konta na obraz odległego kwazara w formie krzyża. Specjalny rodzaj zasobów grawitacyjnych nazywa się pierścieniem Einstein lub łukiem. Pierścień Einsteina występuje, gdy obserwowany obiekt jest bezpośrednio za innym obiektem z sferycznie symetrycznym polem ciężkości. W tym przypadku światło z bardziej odległego obiektu obserwuje się jako pierścień wokół bliższego obiektu. Jeśli zdalny obiekt jest nieznacznie przesunięty w jednym kierunku i / lub pola nie jest sferycznie symetryczny, a następnie pojawi się częściowe pierścienie o nazwie łuki. Wreszcie każda gwiazda może zwiększyć jasność, gdy kompaktowy masywny obiekt przechodzi przed nim. W tym przypadku, tym większe i zniekształcone z powodu grawitacyjnego odchylenia lekkich obrazów farmerów nie może być dozwolone (są zbyt blisko siebie), a obserwuje się tylko wzrost jasności gwiazdy. Efekt ten nazywa się mikrinzowaniem i jest teraz obserwowany regularnie w ramach projektów badających niewidzialne organy naszej galaktyki na grawitacyjne mikrolensowanie światła z gwiazd - MOLNO \u003d, EROS (angielski) i innych.
Czarne dziury

Rysunek artysty czarnej dziury: Dysk akrecyjny gorące osocze obracające się wokół czarnej dziury. Czarna dziura - obszar ograniczony tak zwanym horyzontem wydarzenia, którego ani materia, ani informacja nie może odejść. Zakłada się, że takie obszary można utworzyć, w szczególności w wyniku upadku masywnych gwiazd. Ponieważ Muitorium może wpaść w czarną dziurę (na przykład z środka międzygwiezdnego), ale nie może go pozostawić, masa czarnej dziury może wzrastać tylko z czasem. Stephen Hawking pokazał jednak, że czarne otwory mogą schudnąć z powodu promieniowania zwanego promieniowaniem jastrząbem. Hawking Rdiation to efekt kwantowy, który nie narusza klasycznych. Istnieje wielu kandydatów do czarnych otworów, w szczególności obiekt supermasive związany z radiową sagittarius a * w centrum naszej galaktyki. Przytłaczająca większość naukowców jest przekonana, że \u200b\u200bobserwowane zjawiska astronomiczne związane z tym i innymi podobnymi obiektami niezawodnie potwierdzają istnienie czarnych otworów, istnieją jednak inne wyjaśnienia: na przykład, zamiast czarnych dziurami są oferowane piłki fermionowe, gwiazdy bosomiczne i inne egzotyczne przedmioty.
Efekty orbitalne OTO. Koryguje prognozy Newtona Teorii Niebieskich Mechaniki dotyczących dynamiki systemów związanych z grawitacyjnie: Układ Słoneczny, podwójne gwiazdy itp.
Pierwszy efekt Zgodnie z perilialami wszystkich orbitów planetarnych zostaną poprzedzone, ponieważ potencjał grawitacyjny Newtona będzie miał mały dodatek relatywny, prowadzący do tworzenia się nieuzasadnionych orbitów. Ta prognoza była pierwszym potwierdzeniem OTO, ponieważ wielkość precesyjnej, wywodzącej się przez Einstein w 1916 r., W pełni zbiegła się z anomaliczną precesjoną PeriHelia Mercury. Tak więc problem mechaniki niebiańskiej znanej w tym czasie został rozwiązany. Później relatywistyczna precesja Perilium obserwowano również w Wenus, Land, Icar Asteroid i jako silniejszy wpływ w dual Pulsar Systems. Do otwarcia i badania pierwszego podwójnego Pulsara PSR B1913 + 16 w 1974 r. Przez R. Khals i D. Taylor otrzymał nagroda Nobla W 1993 roku.

Ładowanie czasu przyjazdu impulsów z PSR B1913 + 16 pulsar w porównaniu do ściśle okresowych (niebieskie kropki) i przewidziane przez efekt związany z emisją fal grawitacyjnych (czarna linia)
Inny efekt - Zmiana orbity związanej z promieniowaniem grawitacyjnym podwójnego i więcej wielu systemów Tel. Efekt ten jest obserwowany w systemach z zamkniętymi gwiazdami i ma zmniejszyć okres odwołania. Odgrywa ważną rolę w ewolucji bliskich podwójnych i wielu gwiazd. Efekt został po raz pierwszy obserwowany w wyżej wymienionym systemie PSR B1913 + 16 i dzięki dokładności 0,2% zbiegł się z prognozem OTO.
Inny efekt - precesja geodezyjska. Reprezentuje precesję biegunów obiektu obrotowego ze względu na działanie równoległego przenoszenia w czasie sparożytnym. Efekt ten jest całkowicie nieobecny w Newtonian Teorii Grawitacji. Przewidywanie precesji geodezyjnej zostało zweryfikowane w eksperymencie z sondą NASA "sondę grawitacyjną b). Szef danych uzyskanych przez sondę, Franciszek Everitt na posiedzeniu plenarnym amerykańskiego społeczeństwa fizycznego w dniu 14 kwietnia 2007 r., Ogłoszono, że analiza tych żyroskopów może potwierdzić przewidywaną precesję geodezyjną Einstein z dokładnością przekraczającą 1%. W maju 2011 r. Opublikowano ostateczne wyniki przetwarzania tych danych: precesja geodezyjska wynosiła -6601,8 ± 18,3 milisekund ARC (MAS) rocznie, co w eksperymentalnym błędy pokrywa się z przewidzianym -6606.1 MAS / rok. Efekt ten został wcześniej zweryfikowany przez obserwacje przesunięcia satelitów geodezyjnych Lagos; W ramach błędów odchyleń z prognoz teoretycznych OTO nie został wykryty.
Cztery systemy odniesienia czczo
Przekazanie bezwładnych systemów odniesienia obracającego się korpusu polega na tym, że obrotowy ogromny obiekt "ciągnie" przestrzeń przestrzeń w kierunku obrotu: zdalny obserwator w spoczynku w stosunku do środka masy obracającego się korpusu będzie najszybszy zegary (to znaczy, spoczynku w stosunku do lokalnego inercyjnego systemu odniesienia) w ustalonej odległości od obiektu Istnieje wiele godzin mających komponent ruchu wokół obrotowego obiektu w kierunku obrotu, a nie tych, które są w pokoju w stosunku do obserwatora, Tak się dzieje dla nieprzerwującego ogromnego obiektu. W ten sam sposób zdalny obserwator zostanie odkryty, że światło porusza się szybciej w kierunku obrotu obiektu niż w stosunku do jego obrotu. Hobbating inertial Reference Systems spowoduje również zmianę orientacji żyroskopu w czasie. Dla statku kosmicznego na orbicie polarnej, kierunek tego efektu prostopadle do precesji geodezyjskiej wymienionej powyżej. Ponieważ efekt hobby inercyjnych systemów odniesienia wynosi 170 razy słabszy wpływ precesyjnej precesji geodezyjskiej, naukowcy Stanford wydobyli swoje "wydruki" z informacji uzyskanych na specjalnie uruchomionej w celu pomiaru tego wpływu sondy grawitacyjnej B. W maju 2011 r. Ogłoszono ostateczne wyniki misji: Zmierzona wartość hobby wynosiła -37,2 ± 7,2 milisekund ARC (MAS) rocznie, co w dokładności pokrywa się z przewidywaniem OTO: -39.2 MAS / rok.
Inne prognozy
. Równoważność masy bezwładnościowej i grawitacyjnej: konsekwencją faktu, że wolny spadek jest bezwładności. o Zasada równoważności: Nawet obiekt samokonujący odpowie na zewnętrzne pole grawitacji tak daleko w odniesieniu do cząstki testowej.
. Promieniowanie grawitacyjne: ruch orbitalny jakichkolwiek systemów związanych z grawitacyjnie (w szczególności bliskie pary kompaktowych gwiazd - białe krasnolude, gwiazdy neutronowe, czarne otwory), a także procesy łączenia gwiazd neutronów i / lub czarnych otworów, należy towarzyszyć przez emisję fal grawitacyjnych. Istnieją pośrednie dowody na istnienie promieniowania grawitacyjnego w formie pomiarów tempa wzrostu częstotliwości obracania obracania ścisłych par kompaktowych gwiazd. Efekt został po raz pierwszy obserwowany w wyżej wymienionym systemie Dual Pulsar PSR B1913 + 16, a dzięki dokładności 0,2% zbiegł się z prognozami z OTO.
Fuzja podwójnych pulsarów i innych par kompaktowych gwiazd może tworzyć fale grawitacyjne, wystarczająco mocne, aby być obserwowanym na ziemi. W 2011 r. Były (lub zaplanowane w najbliższej przyszłości do budowy) kilku teleskopów grawitacyjnych obserwować takie fale. o Gravitons. Według mechaniki kwantowej promieniowanie grawitacyjne musi być składa się z Quanta o nazwie Graviton. OTO przewiduje, że będą one cząsteczkami bezużytkowymi
Wykrywanie poszczególnych grawitów w eksperymentach jest związany ze znaczącymi problemami, tak aby istnienie kwantowej pola grawitacyjnego do tej pory (2015) nie jest pokazane.
Kosmologia
Chociaż ogólna teoria względności została stworzona jako teoria grawitacji, wkrótce stała się jasna, że \u200b\u200bteoria ta może być wykorzystana do symulacji wszechświata jako całości, a taka fizyczna kosmologia pojawiła się. Kosmologia fizyczna bada Wszechświat Friedman, który jest kosmologicznym rozwiązaniem równań Einsteina, a także jego zaburzenia, dając obserwowaną strukturę astronomicznej Metagalaxy. Te decyzje przewidują, że wszechświat powinien być dynamiczny: powinien się rozszerzyć, kurczyć się lub wykonywać trwałe wahania. Einstein najpierw nie mógł pogodzić się z ideą dynamicznego wszechświata, chociaż wyraźnie nastąpił równania Einsteina bez członka kosmologicznego. Dlatego, próbując przeformułować tak, aby rozwiązania opisały wszechświat statyczny, Einstein dodał cosmologiczne stały do \u200b\u200brównań polowych (patrz wyżej). Jednak wynikowy wszechświat statyczny był niestabilny. Później w 1929 r. Edwin Hable pokazał, że czerwona zmiana światła z odległych galaktyk wskazuje, że są one usuwane z naszej własnej galaktyki z prędkością, co jest proporcjonalne do ich odległości od nas. Demonstrowano to, że wszechświat jest naprawdę bezpłatny i rozszerza. Otwarcie Hubble'a wykazało niepowodzenie poglądów Einsteina i stosując stałą kosmologiczną. Teoria uniwersalnego wszechświata (w tym rozliczania członka kosmologicznego) powstała jednak przed otwarciem prawa Hubble'a przez wysiłki Friedman, Lemeter i De Sitter. Równania opisujące rozszerzenie Wszechświata pokazują, że staje się pojedynczym, jeśli jest wystarczająco daleko, aby wrócić na czas. To wydarzenie nazywa się dużą eksplozją. W 1948 r. Georia Gamov wydała artykuł opisujący procesy we wczesnym wszechświecie przy założeniu jego wysokiej temperatury i predykcyjnej egzystencji kosmicznego promieniowania w tle mikrofalowej pochodzącego z ogłoszenia w osoczu gorącego wybuchu; W 1949 r. R. Alffer i Herman przeprowadzili bardziej szczegółowe obliczenia. W 1965 roku, A. Penzyias i R. Wilson po raz pierwszy zidentyfikował promieniowanie relikwiczne, potwierdzając teorię dużej eksplozji i gorącego wczesnego wszechświata.
Problemy z Oto..
Energia
Ponieważ energia, z punktu widzenia fizyki matematycznej, jest wartością, która pozostaje ze względu na jednorodność czasu, aw ogólnej teorii względności, w przeciwieństwie do specjalnego, czas jest niejednorośli, można wyrazić prawo ochrony energii jedyny lokalnie, czyli z powodu takiej wartości równoważnej stu do integral z niej w przestrzeni pozostawał, gdy czas porusza się. Lokalne prawo ochrony energii impulsowej istnieje i jest konsekwencją równań Einsteina - jest to zniknięcie bovariant rozbieżności energetycznego pulsu materii: w przypadku gdy punkt z przecinkiem odnosi się do wychwytywania pochodnej Covariant. Przejście z niego do prawa globalnego jest niemożliwe, ponieważ tak zintegruje pola Tensora, z wyjątkiem skalaru, w przestrzeni Riemannijskiej, aby uzyskać wyniki Tensora (niezmiennych), matematycznie niemożliwe. Rzeczywiście, równanie powyżej można przepisać tak w czasie sprężystości przestrzeni, gdzie drugi termin nie jest równy zero, to równanie nie wyraża żadnego prawa ochrony. Wielu fizyców uważa to za istotną wadę OTO. Z drugiej strony, oczywiste jest, że jeśli postępujesz zgodnie z sekwencją do końca, w pełnej energii, oprócz energii materii, konieczne jest również uwzględnienie energii samego w polu grawitacyjnym. Odpowiednie prawo konserwacyjne powinno być rejestrowane w formie, w której wartość jest puls energetyczny pola grawitacyjnego. Okazuje się, że wielkość nie może być tensorem, a pseudoenterezor - wartość transformująca się, gdy tensor jest tylko z transformacjami liniowymi. Oznacza to, że nie można zlokalizować energii pola grawitacyjnego (co następuje z zasady słabej zasady równoważności). Wprowadzono różne autorzy swoich pseudotenzorów energetycznych pola grawitacyjnego, które mają jakieś "prawidłowe" właściwości, ale jeden kolektor pokazuje, że zadanie nie ma zadowalającego rozwiązania. Niemniej jednak energia w OTO jest zawsze zachowana w tym sensie, że niemożliwe jest zbudowanie wiecznego silnika w OTO. Ogólnie rzecz biorąc, problem energii i pulsu można uznać za rozwiązany tylko dla systemów wyspiarskich w OTO bez stałej kontmologicznej, czyli dla takich dystrybucji masowych, które są ograniczone w przestrzeni i przestrzeni, z których w nieskończoności przestrzennej idzie Przestrzeń Minkowskiego. Następnie podkreślając grupę asymptotycznej symetrii przestrzeni (Bondi - Saks Group), można określić 4-wektorową wielkość układu systemu systemowego, prawidłowo prowadzącego w stosunku do transformacji Lorentz na nieskończoności. Istnieje niezgodny punkt widzenia, wstępujący do Lorentz i Levi-Civita, który określa tensor pulsu energetycznego pola grawitacyjnego jako Tensor Einstein z dokładnością stałego mnożnika. Następnie równania Einsteina twierdzą, że energy-puls pola grawitacyjnego w dowolnej objętości dokładnie równoważy energię-pulsu materii w tym objętości, tak że ich całkowita ilość jest zawsze identycznie równa zero.
OTO i fizyka kwantowa
Głównym problemem z bieżącego punktu widzenia jest niezdolność do budowy dla tego model pola kwantowego kanonicznie. Kanonical kwantyzacji jakiegokolwiek modelu fizycznego jest to, że równania EULER - Lagrange są zbudowane w modelu Nevantic, a system Lagrangiński jest ustalany, z którego Hamiltonian H jest zwolniony. Następnie Hamiltonian jest przetłumaczony z zwykłej funkcji dynamicznych zmiennych w funkcji operatora odpowiadającą do zmiennych dynamicznych - ilość. Jednocześnie fizyczne znaczenie operatora Hamilton jest to, że jego wartości własne są poziomami energii systemu. Kluczowa cecha Opisana procedura polega na tym, że implikuje wybór parametru - czas, w którym równanie typu Schredinger jest ponadto składa się z tego, gdzie - już kwantowy Hamiltonian, który jest dalej rozwiązany, aby znaleźć funkcję falową. Trudności we wdrażaniu takiego programu dla OTO są następujące: Po pierwsze, przejście z klasycznego Hamiltonowskiego do kwantowego jest niejednoznaczne, ponieważ operatorzy zmiennych dynamicznych nie zmieniają się; Po drugie, pole grawitacyjne odnosi się do rodzaju pól z połączeniami, dla których struktura klasycznej przestrzeni fazy jest dość złożona, a ich kwantyzację jest niemożliwe, aby być najbardziej bezpośrednią metodą; Po trzecie, nie ma wyraźnego kierunku czasu, co stanowi trudność w niezbędnej alokacji i generuje problem interpretacji decyzji. Niemniej jednak, program kwantyzujący pola grawitacyjnego został pomyślnie rozwiązany przez lata 50. XX wieku przez wysiłki M. P. Bronstein, P. A. M. Dirac, Brys Devitta i innych fizyków. Okazało się, że (przynajmniej słaby) pole grawitacyjne można uznać za kwantowe masowe dziedziny wirowania 2. Dodatkowa złożoność wystąpiła podczas próby wtórnej kwantyzacji systemu pola grawitacyjnego, prowadzonego przez R. Feynmana, Brys Devittte i inne Fizycy w latach 60. po opracowaniu elektrodynamiki kwantowej. Okazało się, że dziedzina takiego wysokiego wiruka w przestrzeni trójwymiarowej nie jest nermienna o żadnych tradycyjnych (i nawet niekonwencjonalnych) sposobach. Ponadto nie ma uzasadnionej określenia swojej energii, tak że prawo ochrony energii, byłoby zlokalizowane i nie-negatywne w dowolnym miejscu (patrz powyżej "problem z energią"). Uzyskany wynik pozostaje niezachwiany do teraźniejszości (2012). Rozbieżność w wysokich energiach w grawitacji kwantowej, pojawiając się w każdym nowym zamówieniu przez liczbę pętli, nie może być zmniejszona poprzez wprowadzenie ostatniej liczby kontroli nermienczych w Hamiltonian. Jest to niemożliwe i zmniejszona renormalizacja do skończonej liczby stałych wartości (jak można to zrobić w elektrodynamiki kwantowej w odniesieniu do podkładowego ładunku elektrycznego i masy naładowanej cząstki). Do tej pory buduje się wiele teorii, alternatywę z (teoria strunowa, która została opracowana na teorii M-teorii, pętli grawitacji kwantowej i innych), co pozwala na grawitację kwantową, ale wszystkie nie są wykończone ani nie mają nierozwiązanych paradoksów w sobie. Ponadto, przytłaczająca większość z nich ma ogromną wadę, która nie pozwala im móc o nich rozmawiać jako "teorie fizyczne", nie są one sfałszowane, to znaczy, nie mogą być sprawdzane eksperymentalnie.
Problemem jest przyczynowość
Zamknięta krzywa czasowa
Rozwiązania równań Einsteina w niektórych przypadkach umożliwiają zamknięte linie czasowe. Z jednej strony, jeśli zamknięta linia podobna do czasu powróci do tego samego punktu, z którego rozpoczęto ruch, opisuje przybycie w tym samym czasie, co już "było", pomimo faktu, że czas minął dla obserwatora zero. W ten sposób dobiegamy tej linii zamknięty łańcuch przyczyn i konsekwencji - podróże czasowe. Podobne problemy pojawiają się również podczas rozważania rozwiązań - pasa mobbo. Być może takie rozwiązania wykazują potencjał tworzenia "maszyn czasowych" i "super bzdury" w ramach ogólnej teorii względności. Pytania "Fizyczność" takich decyzji - jeden z aktywnie go obciążonych. A. Einstein bardzo docenił wynik zamkniętych linii, po raz pierwszy otrzymany przez K. Gedelem w 1949 roku. Uważam, że artykuł Kurt Gödel jest ważnym wkładem w ogólną teorię względności, zwłaszcza w analizie pojęcia czasu. Jednocześnie uważał, że zamknięte linie jak ciekawe struktury teoretyczne pozbawione prawdziwego znaczenia fizycznego. Ciekawe byłoby dowiedzieć się, czy takie decyzje powinny być wyłączone z rozpatrzenia na podstawie względów fizycznych.
Problem osobliwości
W wielu decyzjach równań Einsteina występują osobliwości, czyli według jednej z definicji, niekompletne krzywe geodezyjne, których nie można kontynuować. Istnieje wiele kryteriów obecności osobliwości i szeregu problemów związanych z kryteriami obecności osobliwości grawitacyjnych ..
Filozoficzne aspekty teorii względności
A. Einstein podkreślił znaczenie problemów filozoficznych współczesnej fizyki. W dzisiejszych czasach fizyka jest zmuszona do angażowania się w problemy filozoficzne w znacznie większym stopniu niż musiał wykonywać fizycy poprzednich pokoleń. Ten fizycy zmuszają trudności z własnej nauki. Podstawa filozoficzna teorii względności jest zasadami obserwowalności epizodeologicznej (zabronione jest stosowanie koncepcji fundamentalnie nieobserwowanych obiektów), prostota (wszystkie konsekwencje teorii powinny pochodzić z najmniejszej liczby założeń), jedność (pomysł Jedności wiedzy i jedność obiektywnego świata opisanego przez niego jest realizowany w procesie uogólniania przepisów natury, przejście z przepisów prywatnych do bardziej powszechnych w trakcie rozwoju fizyki), hipotezy metodologiczne Zasada dedukcyjna (hipotezy są sformułowane, w tym w postaci matematycznej, a na ich podstawie pochodzą z eksperymentalnego sposobu), zasada ontologiczna dynamicznego determinizmu (ten warunek jest zamknięty system fizyczny Zdecydowanie określa wszystkie jego kolejne państwa) oraz zasadę zgodności (przepisy nowej teorii fizycznej z właściwą wartością kluczowego parametru charakterystycznego zawarte w nowej teorii, przejść do ustawodawstw starej teorii).
Po pierwsze, W centrum całej uwagi istnieje pytanie: Czy istnieje status filmu dedykowany fizycznie (uprzywilejowany)? ( Problem fizyczny względność).
Po drugie, Fundamentalny jest następujący Postulat Epistemologiczny: koncepcje i osądy mają sens, inspirowane tylko, ponieważ mogą jednoznacznie porównać obserwowane fakty (wymóg treści pojęć i orzeczeń). Całe wcześniejsze doświadczenia przekonuje nas, że natura jest realizacją najprostszych matematycznie pomysłowych elementów. Istnieje inny, bardziej subtelny powód, który odgrywa bez mniejszej roli, a mianowicie pragnieniem jedności i prostoty warunków wstępnych teorii ... wiary w istnienie świata zewnętrznego, niezależnie od postrzeganego przedmiotu, leży u podstaw wszystkich naturalna nauka. W oparciu o zasadę obserwowalności, tworząc specjalną teorię względności, Einstein odrzucił koncepcję eteru i interpretacji doświadczenia Michelsona oparte na Lorenz. Korzystając z zasady prostoty, przy tworzeniu ogólnej teorii względności Einstein podsumowała zasadę względności w systemach odniesienia nieformalnych. Ćwiczenie zasady jedności, specjalnej teorii względności zjednoczył koncepcje przestrzeni i czasu na jedną istotę (cztery wymiarowy czas Minkovsky), dał prawa różnych branż o fizyce, mechanikom i elektrodynamiki pojedynczego niezmiennika Lorenz Formularz, a ogólna teoria względności ujawniła związek między materią a czasem geometrii przestrzeni, która jest wyrażona przez ogólne doradztwo równania grawitacyjne. Najbardziej uderzającą rolą metody dedukcyjnej objaśniono w tworzeniu ogólnej teorii względności. Ogólna teoria względności opiera się na hipotezie na geometrycznym charakterze ciężkości i relacji geometrycznych właściwości czasowych czasu z materią. Zasada zgodności odgrywa dużą rolę heurystyczną w ogólnej teorii względności. W oparciu o wymóg przemiany równań Einsteina do równania Poissona dla pola grawitacyjnego fizyki Newtona, a można określić współczynnik numeryczny w prawej stronie równań Einsteina. Tworząc teorię względności na Einsteinie, zapewniono wielki wpływ pracy Yuma, Mach i Kant: jak dla mnie, muszę przyznać, że byłem bezpośrednio lub pośrednio pomógł w pracy Yuma i Mach, pomysł Podział prawd logicznych i empirycznych został stymulowany przez Einsteina o krytycznej analizie prezentacji o czasie i przyczynowości. Krytyka Newtonowskich koncepcji przestrzeni i czasu miała wpływ na odmowę koncepcji bezwzględnej przestrzeni i czasu w procesie tworzenia specjalnej teorii względności. Myśl o Kant na niezależnej wartości logicznych kategorii dotyczących doświadczenia była wykorzystywana przez Einstein przy tworzeniu wspólnej teorii względności. Osoba jest zaangażowana w wiarygodną wiedzę. Dlatego misja Yum jest skazana na porażkę. Surowiec pochodzący z zmysłów jest jedynym źródłem naszej wiedzy, może prowadzić nas stopniowo do wiary i nadziei, ale nie dla wiedzy, a nawet bardziej przez zrozumienie wzorców. Tutaj scena wychodzi Kant. Pomysł zaproponowany przez niego, choć był niedopuszczalny w początkowym brzmieniu, oznaczało krok naprzód w decyzji pysznego dylematu: wszystko w wiedzy, która ma pochodzenie empiryczne, zawodne (mniam). W konsekwencji, jeśli mamy niezawodną wiedzę, powinno być oparte na czystym myśleniu. Na przykład jest to obudowa z twierdzeniami geometrycznymi i zasadą przyczynowości. Te i inne rodzaje wiedzy są, więc mówić, część środków myślenia, a zatem nie powinny być po raz pierwszy uzyskane z doznań (tj. Są to wiedza priori). Obecnie wszystko, oczywiście wiadomo, że powyższe koncepcje nie mają żadnej niezawodności, ani wewnętrznej konieczności, które nie można im przypisać. Jednak problem w preparacie Kantii jest moim zdaniem: Jeśli rozważymy z logicznego punktu widzenia, okazuje się, że w procesie myślenia, z jakąś "bazą", użyj koncepcji, które nie są powiązane do doznań.
Materiał w całości

W dniu 27 kwietnia 1900 r. Pan Kelvin powiedział w Instytucie Królewskim: "Fizyka teoretyczna to szczupły i gotowy budynek. Na jasnym niebie fizyki są tylko dwie małe chmury - jest to stałość prędkości światła i krzywej intensywności promieniowania w zależności od długości fali. Myślę, że te dwa prywatne pytania wkrótce będą dozwolone, a fizycy z XX wieku nie będą nic wspólnego. " Lord Kelvin okazał się absolutnie rację z kluczowymi obszarami badań w fizyce, ale nie docenił poprawnie ich znaczenie: teorii względności i teorii kwantowej z nich były nieskończone przestrzenie na badania, które zajmują umysły przez ponad sto lat.

Ponieważ interakcja grawitacyjna nie opisała, Einstein wkrótce po jego zakończeniu, zaczął opracowywać wspólną wersję tej teorii, za stworzenie, którego spędził 1907-1915. Teoria była doskonała w swojej prostocie i spójności z zjawiskami naturalnymi, z wyjątkiem jedynej chwili: podczas przygotowywania teorii Einsteina, nie wiadomo jeszcze o rozszerzaniu wszechświata, a nawet istnienia innych galaktyk, więc uznano naukowcy że wszechświat istniał nieskończenie przez długi czas i był stacjonarny. Jednocześnie świat świata Newtona podążył za tym, że stały gwiazdy powinny być w pewnym momencie wyciągnięte w jednym punkcie.

Bez znalezienia lepszego wyjaśnienia, Einstein wprowadził do swoich równania, które nowe kompensowane, a tym samym pozwoliło na istnieć wszechświat stacjonarny istnieje bez naruszenia praw fizyki. W konsekwencji Einstein zaczął rozważyć wprowadzenie cosmologicznej stałej w swoich równaniach z jego największym błędem, ponieważ nie było to konieczne dla teorii i nic poza tym, że w tym czasie stacjonarny wszechświat nie został potwierdzony. W 1965 r. Odkryto promieniowanie reliktowe, co oznaczało, że wszechświat miał początek i stały w równoleciach Einsteina, nie było w ogóle potrzebne. Niemniej jednak stała kosmologiczna była nadal znaleziona w 1998 r.: Według uzyskanych danych teleskopowych "Hubble", odległe galaktyki nie spowalniały ich relaksacyjnie w wyniku przyciągania grawitacji, ale nawet przyspieszyło ich podział.

Podstawy teorii

Oprócz głównych postulatów specjalnej teorii względności dodano tutaj nowy: Mechanika Newtona dała numeryczną ocenę interakcji grawitacyjnych organów materialnych, ale nie wyjaśnił fizyki tego procesu. Einstein był w stanie opisać go przez krzywiznę przez ogromny korpus 4-wymiarowej przestrzeni czasu: ciało tworzy wokół siebie zaburzenie, w wyniku czego otaczające ciała zaczynają poruszać się wzdłuż linii geodezyjnych (przykłady takich linii są liniami Ziemiotnej szerokości i długości geograficznej, która dla wewnętrznego obserwatora wydaje się proste linie. Ale w rzeczywistości trochę skręcone). Promienie światła są używane w ten sam sposób, co zniekształca widoczny obraz dla ogromnego obiektu. W przypadku udanego zbieżności przepisów i mas przedmiotów prowadzi to (kiedy krzywizna przestrzeń działa jako ogromny obiektyw, co sprawia, że \u200b\u200bźródło odległego światła znacznie jaśniejsze). Jeśli parametry nie pasują do idealnie - może to prowadzić do tworzenia "Krzyża Einsteina" lub "Einstein Circle" na obrazach astronomicznych odległych obiektów.

Wśród przewidywania teorii istniała także spowolnienie grawitacyjne na czas, (co zbliżyło się do ogromnego obiektu działał na ciele dokładnie, a także spowolnienie czasu w konsekwencji przyspieszenia), grawitacji (gdy wiązka światła emitowanego z Masywne ciało przechodzi do czerwonej części widma w wyniku utraty ich energii, aby wypracować z "dobrego dobra"), a także fale grawitacyjne (zaburzenie czasu przestrzeni, co wytwarza jakiekolwiek korpus mający masę w procesie jego ruchu).

Status teorii

Pierwsze potwierdzenie ogólnej teorii względności uzyskano przez sam Einstein w tym samym 1915 r., Kiedy został opublikowany: teoria o absolutnej dokładności opisała przemieszczenie perifelion rtęci, który wcześniej nie można wyjaśnić przy użyciu Mechaniki Newtona. Od tego momentu otwarto wiele innych zjawisk, które zostały przewidywane przez teorię, ale w momencie jego publikacji był zbyt słaby, aby mogli zostać rzucony. Ten ostatni, taki odkrycie był obecnie otwarcie fal grawitacyjnych 14 września 2015 r.