извита пространство
Представете си космически кораб под формата на въртящ се диск - нещо като летяща чиния. Помислете как по време на час, в зависимост от местоположението им на диска. Ако нашите космически кораби като цяло пада свободно, разположен в центъра часовници идват с "нормална" скорост (т.е.. Д. В размер предвиден от специалната теория на относителността). Въпреки това, както ще видим по-долу, идентичен часовник, разположен в периферията на диска, отидете бавно.
По всяко време произволен бързо движещи се часовници имат същата скорост както идентичен часовник в свободно падане референтна рамка, срещу които бързо се движи часовника в момента е в покой. Въртящата референтна рамка се движи със скорост WR относително свободно падане координатна система, свързана с въртящия центъра на диска, скоростта на въртящия система е перпендикулярна на радиуса на диска. Следователно, скоростта на часовника, разположен на ръба на диска, ще бъде по-малко от идентични часовника в центъра. Euclidean геометрия не може да се приложи върху въртящ се диск: гравитационното поле трябва да нарушава както пространство и пространство-време.
Съгласно принципа на относителността, пространственото разпределение на масата е неразделно свързана с пространственото разпределение на потока на импулса. За да се опише разпределението и потока на енергия и импулс, не само трябва да се знае плътността на масата и скоростта на рамката, където няма гравитация на местно ниво, но също така и да бъде в състояние да се движат от тази система с други референтни системи, т.е.. Т.е.. Необходимо е да се знае, гравитационните потенциали. Но те зависят, от своя страна, както ще видим, разпределението и потока на енергия и скорост. По този начин, теория структура и съдържание на пространство-времето на Айнщайн не могат да бъдат разглеждани поотделно, както и в Нютоновата теория.
В общата теория на относителността, Айнщайн постулира, че енергийните и инерция - запазена количества, както на теория и на Нютон специалната теория на относителността. Това означава, че количеството енергия, съдържаща се в затвореното обем се променя само поради приток или изтичане на енергия. По същия начин, промяната на инерция в затворен обем може да бъде предизвикано само от навлизане или изтичане импулс.
Всички тези аргументи дават представа за какъв вид математически задачи трябваше да се обърне внимание в развитието на геометричната теория на гравитацията с вътрешно непротиворечива Айнщайн. За щастие, на разположение на теорията на Айнщайн, че е най-съвършени извити повърхности и пространства, създадени през XIX век. Карл Фридрих Гаус и Бернхард Риман. Айнщайн уравненията по форма и по същество много по-сложно от уравнения на Нютон, но от чисто математическа гледна точка, те са изненадващо прости и елегантни, като най-просто изразяват връзка между структурата и съдържанието на пространство-времето.
Може би си мислите, че теорията на Айнщайн за това, десет гравитационните потенциали и десет полеви уравнения, 10 пъти по-труден за използване от теорията на Нютон, ограничено до само един потенциал, едно уравнение. Но това не е броят на уравнения, но по своята същност.
На първо място, следва да се отбележи, че за разлика от Нютоновата уравнения на уравненията на Айнщайн са нелинейни. В Нютоновата теория гравитационен потенциал, свързан с набор от точка маса е сумата от потенциали, всяка от които се задвижват от самостоятелно основание. Гравитационния потенциал на теория на такъв имот на Айнщайн не е така. Не можем да намерим гравитационния потенциал на двете точкови маси, знаейки гравитационните потенциали индивидуално. Досега ние успяхме да се получи точно решение на уравненията на Айнщайн само за ограничен брой особено прости масови дистрибуции, сред които, между другото, не е случай на две взаимодействащи точкови маси. Не по-малко сериозни затруднения в практиката дава основания за взаимосвързаността на Айнщайн полеви уравнения. Тази взаимосвързаност създава много по-страшен, отколкото пречки нелинейността.
Въпреки това, като взаимосвързаност позволява стария философски проблем - спорът между Нютон и неговите последователи, от една страна, и Лайбниц и английските емпиристи (Бъркли, Лок и Хюм) - от друга страна, естеството на пространството и времето. Нютон твърди, че пространството и времето са абсолютни, т.е.. Е. Там са "без оглед на нищо външно." Лайбниц и английските емпиристи твърдят, че пространството и времето нямат самостоятелно реалност - единствената реална връзка между физически обекти и събития. Според теорията на Айнщайн, Нютон гледна точка е погрешно, тъй като структурата на пространство-времето се определя така, че да запълва. Но мнението на критиците на Нютон са също толкова объркани, тъй като пространство-време не по-малко е реална или основно от материя и движение (с други думи, енергията и инерция). пространство-времето структура се определя от неговото съдържание не по-малко от движението на структурата на пространство-времето. Структурата и съдържанието - взаимозависими и неразделни компоненти само на една физическа реалност: пространство-времето енергия.
Свързани статии