Традиционная релятивистика (теория относительности и гравитации)

Главная > Естественные науки > Физика > Мегафизика > СТО и ОТО
Гравитация Земли

СТО - это более старая теория, которая потом стала частью ОТО. В ней могут быть рассмотрены только физические процессы для объектов, движущихся с равномерной скоростью. Общая же теория может описать, что происходит с ускоряющимися объектами, а также объяснить, почему существует гравитация.

Чем отличается общая теория относительности от специальной? Специальная теория относительности (частная теория относительности; релятивистская механика) — теория, описывающая движение, законы механики и пространственно-временные отношения при скоростях движения, близких к скорости света. В рамках специальной теории относительности (СТО) классическая механика Ньютона является приближением низких скоростей. Обобщение СТО для гравитационных полей называется общей теорией относительности (ОТО).

Разделы о специальной и общей теории относительности - СТО и ОТО:

Смотрите также критику СТО и ОТО и альтернативные гипотезы по релятивистике.


Специальная теория относительности Эйнштейна (СТО)

Источники СТО

Принципы специальной теории относительности

СТО основана на 2 постулатах:

  1. Принцип относительности: Все физические процессы протекают одинаково во всех инерциальных системах отсчета (ИСО). И, как следствие, изотропность и однородность пространства, однородность времени.
  2. Принцип постоянства скорости света: Скорость света в вакууме постоянна во всех ИСО

Следствия СТО и их подтверждение

Общая теория относительности (ОТО)

Общая теория относительности - геометрическая теория тяготения, развивающая специальную теорию относительности, опубликованная Альбертом Эйнштейном в 1915—1916 годах. В рамках общей теории относительности, как и в других метрических теориях, 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. Общая теория относительности отличается от других метрических теорий тяготения использованием уравнений Эйнштейна для связи кривизны пространства-времени с присутствующей в нём материей.

Принципы общей теории относительности

Дополнительные и расширенные принципы релятивистики в рамках ОТО:

  1. По А.Эйнштейну, тяготение и инерция - два различных слова для одного и того же явления.
  2. Наш мир представляет собой 4-мерное пространство-время (с координатами X, Y, Z, T). Время необходимо воспринимать как почти равноправную составляющую (координату) пространства-времени, которая может участвовать в преобразованиях координат при изменении системы отсчета вместе с обычными пространственными координатами, подобно тому, как преобразуются все три пространственные координаты при повороте осей обычной трехмерной системы координат.
  3. Согласно общей теории относительности, тела не меняются при движении. Объекты четырехмерного мира на самом деле всегда неизменны, и при движении изменяются только их проекции, что мы и воспринимаем как искажение времени, сокращение или увеличение размеров и прочее.
  4. На самом деле тело под воздействием гравитации не ускоряется, это равномерное движение, которое искривляется под воздействием массивного тела (в данном случае планеты). Таким образом, ускоренное движение - это лишь проекция равномерного движения в трехмерное пространство.

Можно сказать, что ОТО = СТО + Теория тяготения. С появлением общей теории относительности гравитация перестала быть силой и теперь довольствуется положением простого следствия искривления времени и пространства. Чем больше гравитация, тем медленнее на поверхности объекта течет время.

Следствия ОТО и их подтверждение

Общая Теории Относительности (ОТО) предсказала следующие эффекты:

  1. эффект де Ситтера (геодезическая прецессия) - регистрируется как изменение направления оси вращающегося тела (гироскопа), движущегося в искривлённом центральной массой — Землёй — пространстве-времени;
  2. эффект Лензе — Тирринга - более тонкий эффект смещения оси гироскопа, но вызвано оно будет не собственно присутствием центрального массивного объекта, а его вращением.

Предсказание гравитационных волн и гравитонов

В ОТО также было предсказано существование гравитационных волн. Их разными способами безуспешно пытались обнаружить. Наконец, об открытии гравитационных волн было объявлено 11 февраля 2016 года, хотя зафиксированы они были 14 сентября 2015 года в 13 часов 51 минуту по московскому времени. Специалисты считают это открытие главным претендентом на Нобелевскую премию по физике 2016 года.

Физики отмечают, что в эту работу был очень значимым вклад Владимира Брагинского, который вскоре после этого события ушел из жизни в возрасте 84 года. Он всю свою жизнь занимался поисками волн тяготения и можно только надеяться, что он узнал об их открытии.

Связь массы и энергии

Формула E = mc2 не входит непосредственно в релятивистику, но является еще одним вкладом Эйнштейна в расширение наших представлений о мире. Формула показывает, что вещество имеет массу и обладает энергией, а поле имеет энергию и обладает массой. Она выражает и показывает еще одну сторону корпускулярно-волнового дуализма.

Сетевые ресурсы о частной и общей релятивистике

Ссылки на статьи и новости по релятивистике и теории гравитации:

Связь релятивистской и квантовой механик


Главная
Мегамир: Классическая небесная механика | Традиционная релятивистика | Альтернативная релятивистика | Новости космологии
Близкие по теме страницы: Микромир | Космология | Астрофизика |
Другие полезные страницы: Эвристика и авторство | Гранты | Диссертантам | Академкнига
На правах рекламы (см. условия):    


© «Сайт Игоря Гаршина», 2002, 2005. Пишите письма (Письмо И.Гаршину).
Страница обновлена 19.06.2018
Я.Метрика: просмотры, визиты и хиты сегодня