Страница 1 из 1

Об Общей Теории Относительности простыми словами

Добавлено: Чт мар 21, 2019 13:39
morozov
Ветер-с-Гор писал(а):Вот давайте и попробуем эту мишуру с него сбросить и ...давайте же наконец , хотя бы для себя уясним, что же хотел сказать автор ОТО, когда заверял нас, что "все гравитационные эффекты ОТО обусловлены не силовым взаимодействием тел и полей, но носят метрический характер...хотя что это такое, наверное не знал ни сам выдумщик-учитель, ни наши с вами современники!
На самом деле Эйнштейн тут не причем. Метрику псевдоевклидова пространства впервые написал Минковский, которое и носит его имя. Никакой математической мистики тут нет. Это пространство в котором мы живем, пока нет ни ускорений, ни гравитационного поля. Это "теорема Пифагора" для нашего четырехмерного пространства.
ds^2=c^2dt^2-dx^2-dy^2-dz^2
Тут ход времени явно связан координатами именно то, что Эйнштейн обнаружил в 1905 года - ход времени зависит от координат. В этом коротком выражении вся СТО и преобразования Лоренца и кинематика частиц в водородной камере.

Никто не удивляется тому, что квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов. Не называет это непонятной математикой и спокойно пользуется уже две с половиной тысячи лет. Это всего лишь свойство нашего неподвижного пространства без учета времени.

В пространстве Минковского легко описать криволинейное движение, например по окружности.
Уравнение движения в криволинейных координатах это как раз то уравнение которое причисляется к ОТО.
Если нас не удивляет, что движение по окружности связано с силовым взаимодействием, но нас не должно удивлять, что поле тяготения ВОЗМОЖНО связано с искривлением пространства.
Остается самая малость обнаружить как тяжелые тела искривляют пространство. На это ушло всего два или три года.
Мне понадобилось больше, чтобы в этом основательно разобраться.

Вот только не надо думать, что поле это нечто бестелесное, нематериальное. Поле как электромагнитное, так и гравитационное наделено реальными, измеримыми параметрами. Это энергия, импульс и, что важно, натяжения, которые передают усилия тело - поле - тело. Это своеобразный эфир, наделенный частью свойств веществ, одновременно лишенный свойств обычного вещества, например скорости и сжимаемости.

Эйнштейн на эту тему высказался довольно определенно
Эфир общей теории относительности принципиально отличается от
эфира Лоренца тем, что его состояние в любом месте динамически опре-
деляется с помощью дифференциальных уравнений материей и состоянием
эфира в соседних точках, в то время как состояние эфира Лоренца в слу-
чае отсутствия электромагнитных полей ни от чего, кроме самого эфира,
не зависит и всюду одно и то же. Мысленно можно превратить эфир
общей теории относительности в эфир Лоренца, если заменить все описы-
вающие его функции пространственных координат постоянными и не
обращать внимания на причины, обусловливающие его состояние. Можно
сказать еще и так: эфир общей теории относительности мы получаем из
эфира Лоренца, релятивируя последний.
Нам пока еще не ясно, какую роль новый эфир призван играть в кар-
тине мира будущего. Мы знаем, что он определяет метрические соотноше-
ния в пространственно-временном континууме, например, возможные
конфигурации твердых тел или различные гравитационные поля, но мы
не знаем, участвует ли он в построении элементарных электрических час-
тиц, образующих материю. Мы не знаем также, отличается ли его струк-
тура от структуры эфира Лоренца только вблизи весомых масс, применима
ли эвклидова геометрия к пространственным областям космических раз-
меров. Но мы можем, основываясь на уравнениях тяготения теории отно-
сительности, утверждать, что в пространственных областях космических
размеров только тогда могут быть отклонения от эвклидовой геометрии,
когда во Вселенной будет существовать хотя бы весьма малая положи-
тельная средняя плотность материи. В этом случае мир с необходимостью
должен быть пространственно замкнутым и конечным, определяемым ве-
личиной упомянутой выше средней плотности.
Если мы будем с точки зрения гипотезы о существовании эфира рас-
сматривать гравитационное и электромагнитное поля, то мы заметим
замечательную принципиальную разницу между ними. Не может быть
пространства, а также и части пространства без потенциалов тяготения;
последние сообщают ему метрические свойства — без них оно вообще
немыслимо. Существование гравитационного поля непосредственно свя-
зано с существованием пространства. Напротив, очень легко представить
себе любую часть пространства без электромагнитного поля; в противопо-
ложность гравитационному полю поле электромагнитное каким-то образом
лишь вторично связано с эфиром, причем природа электромагнитного
поля вовсе не определяется природой эфира поля тяготения. При современ-
ном состоянии теории кажется, что электромагнитное поле в отличие
от гравитационного поля определяется совершенно другой формальной
причиной; как будто бы природа могла наделить гравитационный эфир
вместо полей типа электромагнитного поля, также и полями совершенно
другого типа, например скалярными.
Так как, по нашим современным воззрениям, и элементарные частицы
материи по своей природе представляют собой не что иное, как сгуще-
ния электромагнитного поля, то, следовательно, в нашей современной
картине мира существуют две совершенно различные по содержанию
реальности, хотя и связанные между собой причинно, а именно, гра-
витационный эфир и электромагнитное поле; их можно назвать про-
странством и материей.
Естественно, что большим шагом вперед было бы объединение в одну
общую картину гравитационного и электромагнитного полей. Тогда была бы
достойно завершена эпоха теоретической физики, начатая Фарадеем и
Максвеллом; сгладилась бы противоположность между эфиром и мате-
рией, и вся физика стала бы замкнутой теорией, подобной общей теории
относительности, охватывающей геометрию, кинематику и теорию тяго-
тения. Исключительно остроумная попытка в этом направлении сделана
математиком Г. Вейлем, однако я не думаю, что его теория может выдер-
жать сравнение с опытом. Размышляя о ближайшем будущем теорети-
ческой физики, мы, безусловно, не можем отрицать возможности встре-
титься с непреодолимыми границами для теории поля, которые могут
поставить факты, охватываемые квантовой теорией.
Резюмируя, можно сказать, что общая теория относительности наде-
ляет пространство физическими свойствами; таким образом, в этом
смысле эфир существует. Согласно общей теории относительности, про-
странство немыслимо без эфира; действительно, в таком пространстве не
только было бы невозможно распространение света, но не могли бы
существовать масштабы и часы и не было бы никаких пространственно-
временных расстояний в физическом смысле слова. Однако этот эфир
нельзя представить себе состоящим из прослеживаемых во времени частей;
таким свойством обладает только весомая материя; точно так же к не-
му нельзя применять понятие движения.