Cтраница 2
На основе теории тяготения Ньютона было предсказано существование планеты Нептун и спутника Сириуса и сделаны многие др. предсказания, впоследствии блестяще подтвердившиеся. Ньютона является фундаментом, на основе к-рого вычисляются движения и строение небесных тел, их массы, эволюция. Земли позволяет установить распределение масс под ее поверхностью ( гравиметрии, разведка) и, следовательно, непосредственно решать важные прикладные задачи. [16]
Уравнение Rij pgtj известно как гравитационное уравнение Эйнштейна для точек пространства, в которых присутствует материя. Оно соответствует уравнению Пуассона V2V р в теории тяготения Ньютона. [17]
Однако теория тяготения Ньютона не может быть включена в теорию относительности, так как эти обе теории несовместимы, и вот почему. В теории Ньютона предполагается, что поля тяготения распространяются мгновенно, поскольку в теории тяготения Ньютона в выражения, определяющие напряженности полей тяготения, входят расстояния от тяготеющих масс, но никак не учитываются времена, за которые поля тяготения распространяются на то или другое расстояние. Это значит, что теория тяготения Ньютона исходит из представления о том, что поля тяготения распространяются с бесконечно большой скоростью. Между тем одно из основных положений теории относительности состоит в том, что никакое действие ( никакой сигнал) не может распространяться со скоростью, превышающей скорость света в вакууме. [18]
К сказанному там добавим, что явление может быть качественно понято в рамках теории тяготения Ньютона. Именно световой квант, уходящий из звезды, производит работу против сил ее тяготения; на величину этой работы уменьшается его энергия, а следовательно, и частота. [19]
II рассмотрены, например, те очень суровые испытания, из которых классическая механика и теория тяготения Ньютона неизменно выходили с честью. [20]
Вывод Лапласа, строго говоря, является ошибочным, поскольку он основан на классической механике и теории тяготения Ньютона. GM / R в единицах с2 порядка единицы: ф / с2 - 1, описывается общей теорией относительности. [21]
Оказалось, что перигелий планеты медленно вращается в том же направлении, в каком движется сама планета. Такое движение перигелия в основном обусловлено возмущающим влиянием остальных планет. Однако механика и теория тяготения Ньютона дают для этого вращения значение, несколько меньшее наблюдаемого. Наибольшее расхождение получается для Меркурия, орбита которого наиболее вытянута, а скорость v наибольшая. Для Меркурия расхождение составляет около 43 угловых секунд в столетие. [22]
Понятие земной тяжести впервые появляется в работах Галилея как вспомогательное математическое средство при формулировке законов падения тел. Сам Ньютон принимал дальнодействие между звездами, которое он вынужден был допустить при объяснении движения планет лишь как временную гипотезу, которая позже должна была уступить место близкодействию. Но практические достижения теории тяготения Ньютона оказали такое покоряющее влияние на его последователей, что действие силы тяжести на расстоянии не только было признано как что-то само собой разумеющееся, но и рассматривалось как образец способа действия других сил, таких, как электричество и магнетизм. [23]
Однако теория тяготения Ньютона не может быть включена в теорию относительности, так как эти обе теории несовместимы, и вот почему. В теории Ньютона предполагается, что поля тяготения распространяются мгновенно, поскольку в теории тяготения Ньютона в выражения, определяющие напряженности полей тяготения, входят расстояния от тяготеющих масс, но никак не учитываются времена, за которые поля тяготения распространяются на то или другое расстояние. Это значит, что теория тяготения Ньютона исходит из представления о том, что поля тяготения распространяются с бесконечно большой скоростью. Между тем одно из основных положений теории относительности состоит в том, что никакое действие ( никакой сигнал) не может распространяться со скоростью, превышающей скорость света в вакууме. [24]
Но процесс углубления в строении материи не самоцель, без понимания взаимодействия открытых элементов и вскрытия общих законов существования мира он не продуктивен. Именно синтетическая деятельность ученых, их обобщающие идеи явились основным инструментом познания. Революционными для своего времени были теория тяготения Ньютона, объединившая притяжение Земли с небесной механикой, или идеи Фарадея и Максвелла, связавшие воедино электричество и магнетизм. [25]
В нем Эйнштейн делится с читателем не только своими мыслями, но и чувствами. Например, он рассказывает, что при подготовке обзорной статьи 1907 г. задумался над тем, каким образом следует видоизменить теорию тяготения Ньютона, чтобы она удовлетворяла СТО: Когда в 1907 г. я работал над обзорной статьей по СТО для журнала Jahrbuch der Radioaktivitat und Elektronik44, я попытался видоизменить теорию тяготения Ньютона так, чтобы ее законы соответствовали [ специальной ] теории относительности. Попытки такого рода продемонстрировали, что это возможно, но они не удовлетворяли меня, так как строились на физически необоснованных гипотезах. Более подробно об этих попытках рассказано в гл. [26]
В нем Эйнштейн делится с читателем не только своими мыслями, но и чувствами. Например, он рассказывает, что при подготовке обзорной статьи 1907 г. задумался над тем, каким образом следует видоизменить теорию тяготения Ньютона, чтобы она удовлетворяла СТО: Когда в 1907 г. я работал над обзорной статьей по СТО для журнала Jahrbuch der Radioaktivitat und Elektronik44, я попытался видоизменить теорию тяготения Ньютона так, чтобы ее законы соответствовали [ специальной ] теории относительности. Попытки такого рода продемонстрировали, что это возможно, но они не удовлетворяли меня, так как строились на физически необоснованных гипотезах. Более подробно об этих попытках рассказано в гл. [27]
Юма, которые в соответствии с модой считают опыт единственным источником познания, однако отрицают, что с его помощью познается действительно существующий мир. Беркли признает только существование бесконечного духа и считает, что человек непосредственно воспринимает лишь свои идеи ( ощущения), а не реальные вещи. Активны у него только духовные субстанции, поэтому он призывает ученых научиться понимать язык творца, а не притязать на объяснение всего только одними телесными причинами. На этом основании он отвергает теорию тяготения Ньютона, считая ее учением о естественной причине движения материальных тел. [28]
Второе из следствий общей теории относительности, которое находится в удовлетворительном согласии с наблюдениями, касается движения орбиты планеты Меркурий. По законам классической механики планеты должны двигаться по эллиптическим орбитам, которые покоятся в коперниковой системе отсчета. Однако уже специальная теория относительности вводит поправку в эти законы. Как показано в конце § 75, вследствие зависимости массы от скорости орбиты планет должны поворачиваться в том же направлении, в котором планета движется вокруг Солнца. Но исходя из общей теории относительности, необходимо ввести поправку и в закон тяготения ( заменить теорию тяготения Ньютона теорией тяготения Эйнштейна), Те отклонения в характере движения планетных орбит, которые должны наблюдаться при замене теории тяготения Ньютона теорией тяготения Эйнштейна, качественно оказываются такими же, как отклонения, получающиеся при учете зависимости массы от скорости, но количественно эти отклонения больше. В то время как учет зависимости массы от скорости дает угловую скорость вращения орбиты Меркурия около 7 в столетие, замена теории тяготения Ньютона теорией тяготения Эйнштейна приводит к увеличению скорости вращения орбиты Меркурия до 45 в столетие. Приблизительно такие же результаты дают наблюдения. Все же точность этих наблюдений не столь высока, чтобы можно было считать, что OKI надежно подтверждают общую теорию относительности. Но во всяком случае можно считать, что эти результаты находятся в удовлетворительном согласии с выводами общей теории относительности. [29]
Второе из следствий общей теории относительности, которое находится в удовлетворительном согласии с наблюдениями, касается движения орбиты планеты Меркурий. По законам классической механики планеты должны двигаться по эллиптическим орбитам, которые покоятся в коперниковой системе отсчета. Однако уже специальная теория относительности вводит поправку в эти законы. Как показано в конце § 75, вследствие зависимости массы от скорости орбиты планет должны поворачиваться в том же направлении, в котором планета движется вокруг Солнца. Но исходя из общей теории относительности, необходимо ввести поправку и в закон тяготения ( заменить теорию тяготения Ньютона теорией тяготения Эйнштейна), Те отклонения в характере движения планетных орбит, которые должны наблюдаться при замене теории тяготения Ньютона теорией тяготения Эйнштейна, качественно оказываются такими же, как отклонения, получающиеся при учете зависимости массы от скорости, но количественно эти отклонения больше. В то время как учет зависимости массы от скорости дает угловую скорость вращения орбиты Меркурия около 7 в столетие, замена теории тяготения Ньютона теорией тяготения Эйнштейна приводит к увеличению скорости вращения орбиты Меркурия до 45 в столетие. Приблизительно такие же результаты дают наблюдения. Все же точность этих наблюдений не столь высока, чтобы можно было считать, что OKI надежно подтверждают общую теорию относительности. Но во всяком случае можно считать, что эти результаты находятся в удовлетворительном согласии с выводами общей теории относительности. [30]