Теория относительности
Страница 2

Из постоянства скорости света вытекают два следствия. Первое - закон эквивалентности массы и энергии (Е = mc2, где Е - энергия, m - масса, с - скорость света). Философский смысл этого закона состоит в том, что нет непроходимой границы между двумя физическими характеристиками: массой (характеристикой вещества) и энергией (характеристикой движения), а, следовательно, и границы между веществом и движением: свойства вещества определяются скоростью его движения. То, что при одних скоростях существует как привычное нам вещество, при других скоростях может существовать иначе – как энергия.

Вторым следствием из постоянства скорости света является закон, по которому ничто не может двигаться быстрее света.

Специальная теория относительности объяснила постоянство скорости света для всех наблюдателей и позволила описать, что происходит при прямолинейном и равномерном движении со скоростями, близкими к световым при отсутствии силы тяготения. Пространство в ней понимается как псевдоевклидовое многообразие, в котором находятся физические поля. Но, благодаря И. Ньютону, мы знаем, что все массивные тела подвержены силе тяготения, а опыт говорит, что в природе больше распространено движение непрямолинейное и неравномерное. В случаях такого движения принцип относительности в его прежней формулировке оказывается несправедливым, ибо в движущейся ускоренной системе координат механические, оптические и электромагнитные явления протекают не так, как в инерциальных системах отсчета. Учитывая эти факты, чтобы описать такое движение позже в 1912 г. Эйнштейн создает общую теорию относительности, называемую также теорией тяготения (или гравитации).

В этой теории физические представления о пространстве, времени и материальных телах подверглись еще большему изменению, поскольку правильное описание этих физических явлений потребовало использования криволинейных координат в четырехмерном пространстве (четырехмерном пространственно-временном континууме Минковского). В основе ОТО лежит принцип эквивалентности – локальной неразличимости сил гравитации (тяготения) и сил инерции, возникающих при ускорении систем отсчета. Этот принцип проявляется в том, что в заданном поле тяготения тела любой массы и физической природы движутся независимо от массы или заряда, т.е. их траектория движения не зависит от собственных свойств движущегося тела, а определяется свойствами поля тяготения. Особенность сил тяготения заключается в том, что они всегда пропорциональны массе тела, на которое они действуют, и оказывают влияние на геометрию пространства-времени. Тяготение (или гравитация) порождается тяжелыми массами космических объектов. Они создают вокруг себя гравитационные поля, искривляющие вблизи них пространство и изменяющие течение времени. В соответствии с общей теорией относительности геометрия Евклида применима лишь к пустым пространствам, где нет тяжелых тел.

Таким образом, если в СТО четырехмерный пространственно-временной континуум является евклидовым (плоским), то в ОТО он является неевклидовым, т.е. обладает переменной кривизной. В этом случае определение тела в пространстве делается с помощью криволинейной системы координат. Поскольку под действием сил тяготения пространство, в котором располагаются тела, искривляется, то и сами тела изменяют свои размеры, и время течет в зависимости от величины этих сил.

От классической физики общую теорию относительности отличает отсутствие единого абсолютного пространства и времени. До создания общей теории относительности пространство и время выступали как место для событий, на которое все происходящее не влияет. В общей теории относительности пространство и время изменяются под влиянием происходящих процессов, и сами влияют на них. Оказалось, что говорить о пространстве и времени вне пределов Вселенной бессмысленно. Старые представления о вечной и почти не изменяющейся Вселенной сменились эволюционными представлениями об изменяющейся Вселенной, которая имела начало и, возможно, будет иметь конец. Идеи Эйнштейна оказали огромное влияние на развитие современной астрофизики. Благодаря его теориям, всю физику сегодня представляют как науку, занимающуюся нахождением относительных инвариантов в постоянно меняющихся движениях и точках отсчета, применяемых для наблюдения.

Страницы: 1 2 


Интересное на сайте:

Практическое исследование
В своем практическом исследовании я решила выяснить, каково отношение к хлебу моих сверстников. Мною было опрошено 20 человек. Результаты опроса представлены в виде круговых диаграмм, где цифры означают процентное соотношение различных о ...

Биология енотовидной собаки – Nyctereutes Procyonoides
Систематика Царство животных (Zoo). Подцарство многоклеточных (Metozoo). Тип хордовые (Chordate) Подтип – Позвоночные (Vertebrata) Класс млекопитающие (Class Mammalia) Отряд хищные (Ordo Carnivora) Семейство собачьи (Familia Canida ...

Таз как целое
Таз (pelvis) образован тазовыми костями, крестцом, копчиком и их соединениями. Различают большой и малый таз. Разделяющая их пограничная линия проходит от мыса позвоночника по дугообразным линиям подвздошных костей, затем по верхним ветв ...