Все в этом мире относительно

Albert Einstein sticks out his tongue when asked by photographers to smile on the occasion of his 72nd birthday on March 14, 1951.

Ровно сто лет назад, 6 ноября 1919 года, в Лондоне было объявлено о подтверждении Общей теории относительности Эйнштейна
На совместном заседании Британского Королевского общества и Королевского астрономического общества 6 ноября 1919 года объявили о триумфальном подтверждении Общей теории относительности Эйнштейна. Оно было представлено английским астрономом Артуром Эддингтоном (1882—1944).
Осенью 1919 года английская экспедиция в момент затмения обнаружила предсказанное Эйнштейном отклонение света в поле тяготения Солнца. При этом измеренное значение соответствовало не ньютоновскому, а эйнштейновскому закону тяготения. Сенсационную новость перепечатали газеты всей Европы, хотя суть новой теории чаще всего излагалась в беззастенчиво искаженном виде.
Изучив всесторонне результаты наблюдений за полным солнечным затмением, ученые установили, что отклонение световых лучей звезд у края солнечного диска соответствует «эйнштейновой» величине и в два раза превышает величину, «предсказанную» классической ньютоновской теорией тяготения. С этого заседания и началась поистине всемирная слава Эйнштейна. Ему отовсюду идут приглашения, он путешествует по всему миру, читая лекции.
Эйнштейна неоднократно номинировали на Нобелевскую премию по физике, однако члены Нобелевского комитета долгое время не решались присудить премию автору столь революционных теорий. В конце концов, был найден дипломатичный выход: премия за 1921 год была присуждена Эйнштейну за теорию фотоэффекта, то есть за наиболее бесспорную и хорошо проверенную в эксперименте работу; но текст решения содержал нейтральное добавление: «…и за другие работы в области теоретической физики».
И теперь немного о самой Общей теории относительности (ОТО; нем. allgemeine Relativitätstheorie) — этио геометрическая теория тяготения, развивающая Специальную теорию относительности (СТО), предложенная Альбертом Эйнштейном в 1915—1916 годах.
В этой теории постулируется, что гравитационные и инерциальные силы имеют одну и ту же природу.
Отсюда следует, что гравитационные эффекты обусловлены не силовым взаимодействием тел и полей, находящихся в пространстве-времени, а деформацией самого пространства-времени, которая связана, в частности, с присутствием массы-энергии.
Общая теория относительности отличается от других метрических теорий тяготения использованием уравнений Эйнштейна для связи кривизны пространства-времени с присутствующей в нем материей.
ОТО в настоящее время — самая успешная теория гравитации, хорошо подтвержденная наблюдениями и рутинно используемая в астрономии и в инженерных приложениях, таких как системы спутниковой навигации. Первый успех Общей теории относительности состоял в объяснении аномальной прецессии перигелия Меркурия. Затем, в 1919 году, Артур Эддингтон сообщил о наблюдении отклонения света вблизи Солнца в момент полного солнечного затмения, что качественно и количественно подтвердило предсказания Общей теории относительности. С тех пор многие другие наблюдения и эксперименты подтвердили значительное количество предсказаний теории, включая гравитационное замедление времени, гравитационное красное смещение, задержку сигнала в гравитационном поле и гравитационное излучение. Кроме того, многочисленные наблюдения интерпретируются как подтверждения одного из самых таинственных и экзотических предсказаний Общей теории относительности — существования черных дыр.
Несмотря на ошеломляющий успех Общей теории относительности, в научном сообществе существует дискомфорт, связанный, во-первых, с тем, что ее не удается переформулировать как классический предел квантовой теории, а во-вторых, с тем, что сама теория указывает границы своей применимости, так как предсказывает появление неустранимых физических расходимостей при рассмотрении черных дыр и вообще сингулярностей пространства-времени.
Значение Общей теории относительности выходит далеко за пределы теории тяготения. В математике Специальная теория относительности стимулировала исследования в области теории представлений групп Лоренца в гильбертовом пространстве, а Общая теория относительности стимулировала исследования по обобщению геометрии Римана и возникновение дифференциальной геометрии пространств аффинной связности, а также разработку теории представлений непрерывных групп Ли.
«Теорию относительности я рассматриваю как пример, показывающий, как фундаментальное научное открытие, иногда даже вопреки воле его автора, дает начало новым плодотворным направлениям, развитие которых происходит далее по их собственному пути», — сказал В. Паули.
О пространстве-времени. Если запустить из двух близких точек два тела параллельно друг другу, то в гравитационном поле они постепенно начнут либо сближаться, либо удаляться друг от друга. Этот эффект называется девиацией геодезических линий. Аналогичный эффект можно наблюдать непосредственно, если запустить два шарика параллельно друг другу по резиновой мембране, на которую в центр положен массивный предмет. Шарики разойдутся: тот, который был ближе к предмету, продавливающему мембрану, будет стремиться к центру сильнее, чем более удаленный шарик. Это расхождение (девиация) обусловлено кривизной мембраны.
Аналогично, в пространстве-времени девиация геодезических линий (расхождение траекторий тел) связана с его кривизной. Кривизна пространства-времени однозначно определяется его метрикой — метрическим тензором.
Различие между Общей теорией относительности и альтернативными теориями гравитации определяется в большинстве случаев именно способом связи между материей (телами и полями негравитационной природы, создающими гравитационное поле) и метрическими свойствами пространства-времени.
Ведущий рубрики «Другие праздники»
Павел ГОЛУБЕВ,
«ЧЕСТНОЕ СЛОВО»

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.