Cтраница 4
Специальная теория относительности расширила преимущественное положение инерциальных систем ньютоновой механики на все физические явления; абсолютное движение не было обнаруживаемо, поскольку не происходило никакого ускорения. Но такие инерциальные эффекты, как центробежные силы и соответствующие электромагнитные явления, которые появляются в ускоренных, например вращающихся, системах, могли быть описаны только в терминах абсолютного пространства. Это представлялось Эйнштейну как нечто нетерпимое. Размышляя над этим, он заметил, что равенство инер-циальной и гравитационной масс означает, что наблюдатель в замкнутом ящике не мог бы решить, было ли обязано неравномерное движение тела в ящике ускорению всего ящика или же внешнему гравитационному полю. [46]
Отличие наблюдаемого на бесконечности значения массы М от величины Л / о, определяющей площадь горизонта событий и играющей роль неприводимой массы ( см, § 8.1), объясняется следующим образом. Рассмотрим процесс внесения шварцшильдовской черной дыры ( для которой, очевидно. Если этот процесс осуществляется достаточно медленно, то площадь поверхности А черной дыры не изменяется и, следовательно, в этом процессе сохраняется постоянной величина Л / о. Величина же Л / е М0 испытывает изменение при изменении гравитационного потенциала е внешнего поля в месте, где находится черная дыра. Разность М - Л / о М0 ( е - 1) представляет собой работу, совершенную внешним гравитационным полем при внесении в него черной дыры. Можно показать [ Героч, Хартль ( 1982) ], что при выполнении сильного энергетического условия ( см. Приложение) потенциал и принимает только неположительные значения. [47]
Допустим теперь, что пружинные весы установлены на искусственном спутнике или космическом корабле. Что покажут эти весы, когда взвешиваемое тело покоится относительно корабля. Наши прежние рассуждения не изменятся, только в них Землю надо заменить космическим кораблем. В частности, движущуюся систему отсчета S мы связываем теперь с кораблем. Землю же надо рассматривать как внешнее тело, которое наряду с Солнцем, Луной и прочими небесными телами создает внутри внешнее гравитационное поле. [48]
Допустим теперь, что пружинные весы установлены на искусственном спутнике или космическом корабле. Что покажут эти весы, когда взвешиваемое тело покоится относительно корабля. Наши прежние рассуждения не изменятся, только в них Землю надо заменить космическим кораблем. В частности, движущуюся систему отсчета S мы связываем теперь с кораблем. Землю же надо рассматривать как внешнее тело, которое, наряду с Солнцем, Луной и прочими небесными татами, создает внутри корабля внешнее гравитационное поле. [49]
Основной вклад в силу Р0 вносят гравитационные пол Солнца и Луны. Эти поля, в особенности гравитационное пол Луны, неоднородны. Они убывают обратно пропорционально квад ратам расстояний от Солнца и Луны. При рассмотрена движений вблизи земной поверхности изменениями гравитацион ных полей Солнца, Луны и всех прочих внешних гравитационны) полей на расстояниях порядка диа-метра земного шара можж в первом приближении пренебречь, т.е. считать внешнее грави тационное поле в окрестности Земли однородным. Однородное гра витационное поле сообщает одно и то же ускорение всем телам независимо от того, в каких точках поля эти тела находятся. Значит, в принятом приближении внешнее гравитационное поле сообщает рассматриваемой материальной. [50]