Задавайте вопросы по астрономии, астрономическому оборудованию и фотографии на
ФОРУМЕ
«Астрономия для любителей»!
|
|
Гравитации появилась как наука о притяжении тел. До первой половины 20 века все теория гравитации опиралась лишь на законы Ньютона. Иногда ее так и называют – Ньютоновская гравитация. На момент начала 20 века накопилось не мало экспериментальных и теоретических фактов, свидетельствующих о неточности гравитации Ньютона. К экспериментальным фактам относится например сдвиг перегелия орбиты Меркурия. Известно, что орбита вращения Меркурия вокруг солнца представляет собой эллипс, ближайшую к солнцу точку которого называется перегелий. Это эллипс не стоит на месте, а медленно поворачивается, изменяя тем самым положение перегелия. Как обнаружили в началу 20 века эксперименты - перегелий движется быстрее, чем предсказывают законы Ньютона. К теоретическим неточностям можно отнести следующий факт. Как известно, хорошей инерциальной системой отсчета является свободно падающий лифт. Все процессы во всех свободно падающих лифтах идут одинаково. Однако представим себе два падающих лифта. Один, например в африке, п другой в южной америке. Лба лифта будут инерциальными системами отсчета, однако относительно друг друга они будут двигаться с ускорением. Этот факт противоречит первому закону Ньютона. Кроме того, теория гравитации Ньютона основана на понятии силы тяготения, которая является дальнодействующей силой: она действует мгновенно на любом расстоянии. Этот мгновенный характер действия несовместим с специальной теорией относительности. В этой теории никакая информация не может распространиться быстрее скорости света в вакууме. В 1920х годах Эйнштей предложил совершенно новую теорию гравитации. В рамках этой теории постулируется, 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. Сделаем небольшое отступление. Согласно теории Эйншейна масса и энергия представляют собой один и тот-же параметр тела. Связь между массой и энергией дает простой формулой E = m c^2. Как известно из СТО (здесь ссылка) масса тела увеличивается, если ему сообщают кинетическую энергию. Эффект становится заметен, если скорость тела приближается к скорость света. Аналогичный эффект будет, например, при нагревании тела. Однако из-за большого параметра с = 300000 км/с заметить такой эффект довольно трудно. При дальнейшем описании мы постараемся избежать сходным математических формулировок. Итак, описание гравитационного взаимодействия между телами можно свести к описанию пространства-времени, в котором двигаются тела. Естественно предположить, что тела двигаются по инерции, то есть так, что их ускорение в собственной системе отсчета равно нулю. Траектории тел тогда будут так называемые геодезические линии. Точное определение геодезической линии довольно сложное. Скажем лишь что для плоского пространства, геодезическая линия это просто прямая. Геодезическая линия, например, для земли в солнечной системе представляет собой эллипс – это и есть земная орбита. Попытаемся наглядно описать механизм взаимодействия двух массивных тел. Легче всего это сделать в двумерном случае (а не в 4 мерным, как на самом деле). В качестве массивных тел будем представлять собой тяжелые шарики, а в качестве пространства, которое искривляется, если в него помещают массивные тела можно взять мягкий резиновый коврик. Напомним, что это только модель для наглядного представления Эйнштейновской гравитации. Поместим шарик на коврик, под весом этого шарика коврик немного прогнется. Образовавшаяся ямка является моделью искривленного пространства. Если рядом поместить второй шарик то он как-бы начнем притягиваться к первому за счет того, что первый находится как-бы в ямке.
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 удалённый шарик. Это расхождение обусловлено кривизной мембраны. Теория Эйнштейна не дает ответ на то, почему массивные тела искривляют пространство. А также почему тела движется именно по геодезическим линиями. Все это является лишь предположением, и как говорится в самой теории все это свойства самого пространства в котором мы живем. Однако уравнения теории гравитации Эйнштейна дают, на сегодняшний момент, самую точную картину движения объектов во вселенной. Полезно привести уравнение гравитации Эйнштейна. В левой части уравнения находится еще один член – это так называемый лямда член. Именно этот член вызывает самые большие споры ученых. Исторические факты говорят о том, что Эйнштейн приписал этот член в уравнение в последний момент – когда все расчеты уже были произведены, и совершенно неизвестны причины почему этот этот член должен быть добавлен в уравнение. Дело в том что этот член, по смыслу, отвечает за свойство самого пространства. А именно за то, что пространства, независимо от помещенных в него тел, будет ускоренно расширяться. Ускорение, с которым расширяется пространство очень мало, и померить экспериментально его черезвычайно трудно. В настоящий момент существует множество решений уравнения Эйнштейна как в предположении наличия лямда члена так и при его отсутствии. Последние экспериментальные данные говорят о том, что существование лямла члена весьма вероятно. Теория гравитации Эйнштейна дала большой вклад в физику 20 века. Именно благодаря решениям уравнений Эйнштейна были описаны такие объекты как черные дыры, уточнено движение планет, звезд и целый галактик. Современная теория развития вселенной опирается именно на это уравнение. Автор статьи:
Вам понравилась статья? Оставьте свое мнение о статье и о сайте. Алена Бест, 14-03-2012 17:42
 Я вообще ничего не поняла( скучающая пенсионерка, 08-02-2011 14:52
   всётаки не понятно что создаёт гравитвционную силу непосредственно сам материальный объект или порождённое им искривлённое пространство. Если сам объект, то при чём тут кривизна пространства? А если кривое пространство, то может ли быть кривое пространство без материального объекта, и куда тогда должен покатиться шарик. В вашем примере шарик катиться к шарику не столько за счёт коврика сколько за счёт силы тяжести. Не будь её шарик никуда бы не покатился не смотря ни на какую кривизну. Представьте просто кривую поверхность в невесомости, как пример просто искривлённого пространства. Куда по ней должен покатиться шарик? Где верх и где низ в такой задаче? Кажется есть ещё что - то очень важное, может быть главное, что ускользает по крайней мере от меня глупой. И как получаетса сила из кривой пустоты? Ми, 07-01-2011 22:59 "Как известно, хорошей инерциальной системой отсчета является свободно падающий лифт."
С каких это пор система, заведомо движущаяся с ускорением, стала ИСО? Не путайте людей, и без того по недомыслию такую чепуху вокруг ОТО крутят. Все коментарии к странице Обсудить статью на форуме 
Уважаемые посетители! |
|||||||||
