Теория гравитации Эйнштейна

Астрономия для любителей → Квантовая физика и Вселенная → Теория гравитации Эйнштейна

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. Арсенал астронома

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.
Теория относительности
Справа В этом уравнении стоит так называемый тензор энергии-импульса. Именно он описываем массу и энергию вещества в данной точке пространства. Слева стоит два слагаемых, первое это тензор Эйнштейна – величина описывающая кривизна пространства. Таким образом, это уравнение и дает связь между, массой тел в пространстве и кривизной этого самого пространства.

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: Михаил Карневский

Теория относительности

Механика Ньютона

Добавить комментарий

Последние комментарии
ВКонтакте

Вячеслав Костенков 04.11.2025 11:15

КРИВИЗНА. Любая частица, планета, звездачастью своей находится в другом измерении. Вот говорят, что атомы в
кристаллической решётке металла колеблются. А кто это видел? Скорее всего, они
пульсируют, то есть изменяются в объёме, не меняя своей плотности. Движутся в
направлении четвёртого геометрического измерения “внутрь”, “наружу”, то есть
происходит частичное перетекание материи из нашего пространства в смежное
подпространство (туда и обратно). В этом суть кривизны!!! Плоскость может
искривляться (вибрировать) в направлении третьего измерения. Объём пространства
искривляется (пульсирует) в направлении четвёртого геометрического измерения.
Тоже самое происходит и с Вселенной! Она искривляется (пульсирует) около
состояния эвклидовости (не искривлённости). Когда струна (поверхность барабана)
колеблются, то максимальная скорость движения наблюдается при прохождении
начального состояния покоя. Вот почему учёные обнаружили, что наша Вселенная
расширяется с ускорением. Значит, состояние эвклидовости очень близко. Вот
почему учёные заявляют, что в обозримом объёме Вселенной кривизна пространства
не зафиксирована. Скоро, очень скоро будет обнаружено, что расширение Вселенной
замедляется! А потом Вселенная начнёт сжиматься!! Опять же с ускорением. То
есть не было никакого Большого взрыва и не будет коллапса (сингулярности)!!!
Вселенная пульсирует так же, как и частица, планета, звезда. Частица пульсирует
очень быстро, планета медленно, звезда ещё медленнее. Солнце, мы знаем, имеет
одиннадцатилетний цикл активности. Значит, один раз в 11лет оно расширяется до
максимального размера. А Вселенная, может быть, расширяется один раз в 11
миллионов лет! Когда-нибудь учёные уточнят этот срок. Расширение можно рассматривать
как “вдох” мироздания, сжатие как “выдох. Учёные проделывали эксперимент: поднимали одни издвух синхронизированных атомных часов на высоту и фиксировали ускорение их
«хода». Скажу проще: можно взять два образца (одинаковой массы) радиоактивного
Франция (период полураспада 20 часов). Один образец переместить на орбиту или
на Луну и вернуть обратно. Сравнить массы образцов. Если тот образец, который
летал, станет меньше по массе, значит,
там (куда он летал) время течёт быстрее (эталон секунды короче)! Можно
проделать то же самое с образцами пророщенных семян. Ростки, которые летали,
должны быть длиннее. Теперь рассмотрим размер (эталон метра). Если
предположить, что метр не меняется, то это будет означать, что скорость света,
измеренная в условиях Луны, будет отличаться от скорости света, известной нам.
То есть она уже не является мировой константой! Вот мы говорим, что до такой-то
звезды столько, то световых лет. Каких тогда световых лет, если они везде будут
разными?! Некрасиво получается. Проделаем эксперимент. Возьмём эталон метра и
отправим его на Луну. На Луне изготовим свой эталон – определённое количество
определённых длин волн (по правилам, по которым эталон метра изготавливали на
Земле). Сравним эти два эталона (лунный и земной). Если окажется, что лунный
метр короче и соответствует укорачиванию секунды, значит, всё нормально.
Скорость света – мировая константа! Теперь, что касается массы. Некоторые
учёные утверждают, что в разных уголках Вселенной гравитационная постоянная
разная, то есть она не является мировой константой. Это всё равно, что
утверждать: Солнце вращается вокруг Земли. Гораздо логичнее утверждать, что
Земля вращается вокруг своей оси, то есть изменяется эталон массы!!! Возьмём на
Земле эталон метра и два шара определённой массы. Измерим силу их
гравитационного взаимодействия на расстоянии друг от друга равном одному метру.
Затем отправим эти шары и эталон метра на Луну, Измерим силу их гравитационного
взаимодействия в условиях Луны. Сила должна бать такой же, как на Земле. Но лунный
метр короче и получается, что с точки зрения наблюдателя на Луне шары будут
находиться на расстоянии друг от друга больше одного метра. Но сила
взаимодействия одинаковая, значит, масса шаров увеличилась (с точки зрения
наблюдателя Луны). И увеличиться она должна в соответствии с изменением эталона
метра. Тогда гравитационная постоянная останется мировой константой. Подробнее
на сайте: http://www.vykostenkov.narod.ru/. Вот почему яутверждаю, что кг, м, сек. изменяются в зависимости от напряжённости
гравитационного поля так же, как они изменяются в зависимости от скорости. Напряжённость гравитационного
поля определяет кривизну пространства-времени, его свойства. Если мы, к
примеру, возьмём голубой карандаш и отвезём его на Луну, то карандаш, возможно,
станет красным. Если отправим его на Марс, то карандаш, может быть, станет
зелёным! Просто длина голубого цвета на Луне должна быть короче, чем на Земле.
Небо на Марсе должно быть зелёным, а трава красной! Воздействие кривизны
глобально и происходит на микро уровне. Килограмм, метр, секунда –
относительны. Можно сказать абсолютно относительны. Если мы зададим вопрос, что
правильнее: считать, что человек увеличивается в размерах на Луне или эталон
метра укорачивается? Ответа нет! И то, и другое утверждение абсолютно
равноценно. Килограмм, метр, секунда везде разные и в то же время везде
истинные. Поверхность Луны коричневая(японцы сфотографировали), американский флаг должен быть, возможно,
зелёно-фиолетовым!!! Большой взрыв. Большого Взрыва не было, так же как и небудет Большого Коллапса (Сжатия)! Исследования последних лет (спутник для
фиксации микроволнового излучения, выведенный в точку либрации Земли и Луны)
показали, что плотность материи во Вселенной равна критической и наше
пространство почти что евклидово (кривизна равна нулю). Это значит, что
расширение Вселенной должно остановиться! Но существует закон инерции. Значит,
это состояние будет пройдено и будет движение вспять! То есть нас ожидает
пульсация около состояния равновесия. Скорее всего, это колебательное движение
было всегда и будет вечно. Было также обнаружено, что Вселенная расширяется с
ускорением, то есть скорость звёзд увеличивается! Это происходит, потому что
движение проходит через состояние, в котором наше пространство становится
плоским – не искривлённым! Когда плотность Вселенной больше критической,
происходит сжатие нашего мира. Когда плотность Вселенной меньше критической,
наш мир расширяется. Если плотность Вселенной равна критической, то мир должен
быть статическим! Но по какой-то причине он раскачался, колеблется
(пульсирует)! Сейчас во Вселенной преобладают чёрные дыры. Пройдёт время и
будет наоборот! Белых дыр станет больше (плотность Вселенной увеличится) и
расширение сменится сжатием.Интересно, что же первично? Изменение плотности Вселенной или её расширение(сжатие)? По всей вероятности, первична именно пульсация (расширение, сжатие).
Это более фундаментальное явление природы. А оно уже вызывает изменение
плотности, посредством образования чёрных и белых дыр. Ведь раньше тоже сначала
думали, что Солнце вращается вокруг Земли, а потом оказалось наоборот!
Относительность повсюду и во всём!!!Допустим, в результате какого-то катаклизма Вселенная сначала отклонилась отсостояния не искривлённости до какой-то степени сжатия – стало образовываться
масса чёрных дыр (произошла спонтанная «конденсация» звёзд). Потом, в
результате утечки материи в смежное подпространство через эти дыры, плотность
нашей части пространства уменьшилась до плотности ниже критической, и сжатие
остановилось, началось расширение. Сейчас Вселенная проходит состояние
равновесия (кривизна равна нулю). Чтобы Вселенная прекратила расширение должно
образоваться много белых дыр (плотность должна стать больше критической). И
тогда расширение остановится, начнётся сжатие. И так без конца. Вот такой
сценарий! Возможно, не надо вообще пытаться объяснить причину расширения
(сжатия). По-видимому, это движение присуще изначально всему и наблюдается во
всём.Если экстраполировать нынешнее расширение Вселенной на его начало, как делалэто Хаббл, то получается, что Большой Взрыв произошёл где-то 1,3 млрд. лет тому
назад. А возраст Вселенной по другим источникам оценивается более чем в 10 раз
больше. Значит, взрыва не было! И все измышления учёных о том, что было в
первые секунды взрыва и так далее – ерунда.«Как внизу, так и вверху» древняя мудрость. Пульсируют атомы, пульсируют всеорганы человеческого тела, пульсируют планеты и звёзды, пульсирует и Вселенная!
Кстати частицы тоже пульсируют. И от частоты их пульсаций зависит их
масса-энергия, то есть их разновидность. Электрон не струна и не мембрана, а
пульсирующий сгусток энергии. При абсолютном покое (температура абсолютного
нуля), масса-энергия равна нулю – экзотическое (не существующее в природе
состояние материи). Реликтовое излучение (Т=2,7 градусов Кельвина) – это не
отголосок Большого Взрыва, а отголосок Большого Расширения, это говорит лишь о
том, что нет, и не было во Вселенной места холоднее этой температуры, нет
места, где отсутствует масса-энергия (где нет движения – основы всему).Пульсация – это самыйраспространённый вид движения во Вселенной. Пульсация – суть природы массы и
заряда, причина феномена электромагнетизма и гравитации, сущность многомерности
пространства и времени, основа мира! Чем больше объект, тем меньше частота
пульсаций. Вселенная пульсирует очень не часто!!! См. мой сайт: http://vykostenkov.narod.ru/, моя страница: https://proza.ru/avtor/vykostenkovМестное время это время в заданной точке отсчёта, вблизи данного гравитирующего объекта, то есть с заданной напряжённостью гравитационного поля.Если вы признаёте изменение темпа времени в данной точке отсчёта, то должны признать и изменение эталона метра, иначе скорость света не будет инвариантной величиной, мировой константой! Если вы признаете изменение эталона метра, то неизбежно придётся признать и изменение эталона массы, иначе не будет выполняться закон Всемирного тяготения и мировая константа не будет инвариантна. Сила и в Африке сила! А вес это сила, значит он инвариантен в любой точке отсчёта. Каждая точка отсчёта имеет свой пространственно-временной масштаб среды: свои весы, часы и линеечку. как утверждал Эйнштейн! Но Масса в СТО не увеличивается а уменьшается при скоростях близких к скорости, массу нужно не делить на лоренцев корень, а умножать, именно тогда СТО и ОТО можно объединить в одно гармоничное целое!!!Зелёная трава на Марсе будет голубой или даже фиолетовой, на Солнце жёлтой или даже красной!!! Эйнштейн утверждал, что любой источник света на Солнце будет излучать более длинную волну!!! Меньше гравитация -- короче волна!Натрий будет окрашивать пламя свечи в жёлтый цвет на Земле, а на Луне в фиолетовый! Радиоактивный распад на Луне будет происходить быстрее, чем на Земле!!! Борода на Луне будет у тебя расти быстрее, чем на Земле!!!

Кандидоф 23.11.2022 20:39

Физика гравитации представлена в статьях журнала Journal of Physics and Astronomy vol.9(9), 10(2).
Для тех, кому это действительно интересно.

Gggg 27.03.2021 21:44

Тоесть уравнение Ньютона f=m1m2/r2 неверно?? Или что, зачем тогда его в школе преподносят если оно не верно? Или оно верно в своих областях каких то?

Виктор 13.09.2020 13:38

Смысл гравитационного уравнения Эйнштейна раскрывается полевой физико различения, ка концепцией общей теории различения.

Геннадий 09.09.2019 21:52

Эйнштейн в своей теории отразил зарождение, появление гравитации, аналогично, как появление магнитного поля, за счёт допустим вращение, сверление металла и остывание сверла.которое приобретает свойства магнита.Но источником магнитного поля становится магнит. Поэтому источником гравитационного поля является ядро планет,звёзд.Ядро планет представляет собой раскалённое жидкое с большой плотностью мат. образование, которое вращается одновременно в трёх плоскостях,что создаёт сопротивлению внешним силам вращения космоса в одной плоскости, тем самым создаётся процесс торможения, в связи с чем проявляется сила инерции и в совокупности с магнитным полем планеты формирует гравитационное поле.Планеты взаимодействуют между собой посредством гравитационно-магнитных полей. вектор вращения планет влияет на их притяжение или отталкивание. Центробежные силы являются причиной формирование положения осей планет относительно плоскостей пространства. .Гравитационное поле наводит индукцию на материальные тела, в которых активируется индукционное гравитационное поле посредством которого они притягиваются к планете и взаимодействуют друг с другом.В космосе материальные тела находясь в зоне действия гравитационных полей планет будут притягиваться в том случае если они приобретут определённую форму вращения, вследствие которой у них активируется индукционное гравитационное поле.Слабое звено в теории Эйнштейна в том, что ведь гравитация связана с тангенциальным ускорением, а оно только может возникнуть тогда, когда масса планет начинает вращаться постоянно ускоряясь или постоянно замедляясь. в случае неподвижных их осей или ещё третий вариант с замедлением -это вращения их ядер относительно трёх плоскостей пространства при равномерном вращении планет в одной плоскости, т. есть ядро вращается в трёх плоскостях внутри планеты, но сама планета вращается в одной плоскости.

георг 26.12.2016 18:44

Мирзанур. И сказал бог: «Да будет твердь!»И грянул взрыв, и посыпались электроны, протоны,позитроны и прочие нуклоны.Но дьявол сказал: «А мы подправим!» - и выпустил бозонХигса. И никто из них не заметил, что обиделся Хронос, и закрылся. И теперь был
ли взрыв, и вообще было ли «теперь»?

георг 25.12.2016 17:13

Скучающая пенсионерка! Однако мне понравилось; думаю правильно мыслит.

Ясный 19.07.2016 00:28

Возможно за воздействие гравитационных сил мы принимаем "течения" в физическом вакууме, вызванные выравниванием перепадов в его энергетических уровнях. Элементарная частица, а так же система элементарных частиц (атом, молекула, звезда, галактика...) поляризует окружающий физический вакуум, понижая его энергетический уровень. Возникает движение более плотных энергетических слоев физического вакуума по направлению к объекту обладающему массой (энергией поляризации). Это "течение" способствует конденсации вещества и влечёт материальные объекты друг к другу (Эффект Казимира). Вращающийся объект (гироскоп) создает локальное завихрение окружающего его физического вакуума (воронку) и формирует своё "гравитационное" поле, противодействующее направлению "течения" окружающего физического вакуума.
Дальнодействие и "мгновенность" распространения "гравитации" можно объяснить тем, что в микромире понятие координат и трассы движения частиц не определены в силу закона вероятности. Так же присутствует туннельный эффект и квантовая запутанность частиц. Так что понятие Пространства в микромире требует осмысления. В локальной области микромира могут одновременно взаимодействовать частицы, находящиеся в Макромире на разных концах Вселенной.

Ясный 19.07.2016 00:00

Возможно за гравитацию мы принимаем "течения" в физическом вакууме, вызванные выравниванием перепадов в его энергетических уровнях. Элементарная частица, а так же система элементарных частиц (атом, молекула, звезда, галактика...) поляризует окружающий физический вакуум, понижая его энергетический уровень. Возникает движение более плотных энергетических слоев физического вакуума по направлению к объекту обладающему массой (энергией поляризации). Это "течение" способствует конденсации вещества и влечёт материальные объекты друг к другу (Эффект Казимира). Вращающийся объект (гироскоп) создает локальное завихрение окружающего его физического вакуума (воронку) и формирует своё гравитационное поле, противодействующее направлению "течения" окружающего физического вакуума.

Мирзанур 01.07.2016 20:28

Прочитал я тоерию Эйнштейна и некоторые комментарии к нему и пришёл к общему выводу о том,что все учёные приходят в заблуждение из-за привязки своего аналитического мышления к Земным условиям.А на самом деле закон космической физики "ПРОТЕКЦИЯ СИХРОННОСТИ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ" во время жизни и деятельности Звезды формирует вокруг себя ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ и ГРАВИТАЦИОННЫЕ диски на основе поляризованных элементарных частиц(нейтронов,протонов и электронов совместно с протонами).Следовательно и космические объекты,находящиеся в зоне влияния энергетического и гравитационного дисков,обладающие своей энергетической оболочкой взаимодействуются в этой среде до равновесного значения.В корне неправильно представляют себе многие и не знают истину о чёрных дырах,как (на самом деле) реального космического объекта и его истории формирования.Это тоже приводит к заблуждениям.Из-за того,что не представляют себе энергетический и гравитационный диски свитила,не могут точно обосновать движение планет,звёзд и галактик.Также не могут объяснить,почему и по какому закону галактика Андрамеда идёт на катастрофическое слияние с галактикой Млечный Путь.Я очень сожалею в том,что современная теория развития вселенной опирается на теорию гравитации Эйнштейна и на его уравнение.

Все комментарии (18)

Обсудить статью на форуме