В чем заключается общая теория относительности Эйнштейна?

2278
1
1
11 ноября
19:46
ноябрь
2015

Если коротко и почти правильно...

Эйнштейн проявил несколько интересный подход к построению теории гравитации. Ньютоновская гравитация, по сути, предполагала существование некоего гравитационного поля, заполняющего все наше пространство и зависящего от объектов, находящихся в этом пространстве. Эйнштейн отказался от этой мысли, сказав, что гравитация - это не физическое явление, а чисто геометрическое. То есть, что происходит: тела, имеющие энергию/массу искривляют определенным образом пространство. На этом вся физика заканчивается, и для описания т.н. “гравитационного притяжения” нам достаточно описать движение тел в этом искривленном пространстве.

Непосредственно тела друг с другом не взаимодействуют. Т.е. неверно говорить “Солнце притягивает Землю”. Правильнее “Солнце искривляет пространство вокруг себя, и кривизна этого пространства заставляет Землю двигаться в сторону Солнца”. Представьте это как движение, например, шарика по натянутому полотну с неровностями, только вместо двумерного полотна - искривлено все трехмерное пространство.

Для описания движения тел в таком искривленном пространстве нужен также принцип эквивалентности. Этот принцип говорит о том (фактически), что ускорение и гравитация - по сути одно и тоже. Если мы будем ускоряться в машине, нам будет казаться, что появляется как бы дополнительная гравитационная сила, прижимающая нас к сиденью. При этом ни одним опытом (внутри ускоряющейся машины) мы не сможем понять, действительно ли мы ускоряемся или это другая гравитационная сила.

Принцип эквивалентности помогает связать ускорение тела и кривизну гравитационного поля вокруг, что позволяет написать уравнение, наподобие уравнения Ньютона ma = F, только вместо силы F стоят какие-то параметры кривизны пространства (символы Кристоффеля).

То, как тела, обладающие энергией/массой, искривляют это самое пространство, о чем я говорил выше, описывает тензорное уравнение Эйнштейна (wikimedia.org). Слева стоит чисто геометрический член (кривизна и какие-то ее производные), справа - чисто физический член (энергия/импульс/масса), а уравнение их связывает.

13
2
Если вы знаете ответ на этот вопрос и можете аргументированно его обосновать, не стесняйтесь высказаться
Ответить самому
Выбрать эксперта