Источник - гравитационное поле
Cтраница 2
По существующим представлениям в ф: тзике I, о Д 4 прямая свяхь между электромагнетизмом и гравитацией отсутствует. Источником электромагнитного поля является электрический заряд Q, а источником гравитационного поля - гравитационный заряд / F - т, где У - гравитационная постоянная, am - маооа тела. [16]
Поскольку предполагается, что р ( х) - рь флуктуирует в пространстве относительно нуля в статистическом смысле равномерно с длиной корреляции С сН - 1 ( пространственно однородный и изотропный случайный процесс), интеграл сходится к определенной величине, прежде чем х - х достигнет горизонта. Конечно, к уравнению (8.1) можно добавить член, не содержащий источников гравитационного поля. [17]
Этот элемент неоднозначности, однако, легко устраним в рассматриваемом случае, когда не происходит гравитационного излуче-ния на бесконечность, а физическая система соответствует островной модели. Действительно, при этом уравнения Эйнштейна имеют единственное решение для метрического тензора при задании распределения источников гравитационного поля ( Тщ) и при асимптотически плоской метрике. Метрический тензор guv тогда оказывается функционалом Т и функцией параметра х - эйнштейновской гравитационной постоянной. [18]
Повторим, что уравнения общей теории относительности могут быть получены на основании тех же общих соображений, что и уравнения других полей. Разница состоит лишь в том, что здесь мы имеем дело с частицами со спином 2 и в качестве источника гравитационного поля берем энергию. Но гравитационное поле само создает часть энергии, также являющейся его источником. [19]
Гравитационные явления хорошо описываются ньютоновской механикой, если только можно пренебрегать членами порядка ф / с2 и v2 / c2, где ф - гравитационный потенциал, v - скорость частицы по отношению к источнику гравитационного поля, а с - скорость света. Общая же теория относительности описывает движение тел в сильных гравитационных полях и взаимодействие между гравитационными полями. [20]
Если даже предположить, что кривизна не подвержена самостоятельным флуктуациям ( что сомнительно, так как естественно рассматривать ее как физическое поле со всеми вытекающими отсюда последствиями), то следует заключить, что за счет флуктуации других полей, являющихся источниками гравитационного поля, в последнем должны иметь место индуцированные флуктуации. Иными словами, флуктуации правой части уравнений Эйнштейна должны вызывать соответствующие флуктуации их левой части. Представление о выполнении уравнений Эйнштейна лишь в среднем так, чтобы левая их часть была чисто классической, едва ли выдерживает критики и напоминает ранние попытки представить в квантовой механике закон сохранения энергии как выполняющийся лишь в среднем. [21]
Теперь становятся очевидными условия применения определений пассивная и активная гравитационная масса. Пассивную гравитационную массу определяют как объект гравитационного притяжения или как массу, склонную к восприятию гравитации. Активная гравитационная масса характеризует материальный источник гравитационного поля. [22]
Вверху изображены силовые линии. Посередине - тензор натяжений Максвелла, соответствующий этим силовым линиям. Этот тензор натяжений служит источником гравитационного поля и, согласно Эйнштейну, с точностью до постоянного множителя равен свернутому тензору кривизны пространственно-временного континуума. [23]
Имели даже место неоднократные попытки свести гравитационные силы к остаточному электростатическому притяжению на том основании, что притяжение между противоположными зарядами несколько превосходит отталкивание между зарядами одного и того же знака. Теория Эйнштейна показала еще раз ( и очень впечатляющим образом), что аналогия между электрическими и гравитационными силами имеет чисто формальный характер. Природа этих сил совершенно различна: источником гравитационного поля являются не частицы материи, но энергия электромагнитного поля, связанная с ним. Таким образом, в теории гравитации Эйнштейна вещество в качестве источника гравитации было заменено электромагнитным полем. С другой стороны, как было замечено ранее, законы движения были сведены Лоренцем к законам сохранения энергии и импульса этого поля. Мы видим, таким образом, что развитие электронной теории не ограничилось реставрацией механической концепции физических явлений, а возродило полевые представления ранней электромагнитной теории, однако в более точной и убедительной форме. Она привела к заключению о том, что именно электромагнитное поле ( а не электроны) должно рассматриваться как первичная сущность физики. Это значит, что электроны должны интерпретироваться как некие вторичные явления, узловые точки поля, движущиеся в соответствии с законами сохранения электромагнитной энергии и импульса и не имеющие прямой связи с гравитацией, которая определяется только этим импульсом и энергией. [24]
Выше говорилось, что гравитационное поле, в сущности, - искривление пространства, Но оно оказывает также влияние и на ход времени. Применение двух принципов Эйнштейна приводит к выводу, что по мере приближения к источнику гравитационного поля ход времени замедляется или чем сильнее гравитационное поле, в которое помещены часы, тем мед-ленее они идут. Влияние гравитационного поля на ход времени и искривление пространства тесно взаимосвязаны; анализ показывает, что истинная природа гравитационного поля заключается в искривлении четырехмерного пространства-времени. [25]
 |
Сферические тела притягиваются друг к другу так, как если бы их массы были сосредоточены в их центрах. [26] |
Из этого примера наглядно видна практическая ценность концепции гравитационного поля. В самом деле, было бы очень неудобно описывать силу, действующую на один из шаров, как векторную сумму сил, действующих на отдельные его элементы, учитывая при этом, что каждая из этих сил, в свою очередь, представляет собой векторную сумму сил взаимодействия этого элемента со всеми элементами, на которые мы должны мысленно разбить и второй шар. Обратим внимание еще и на то, что в процессе приведенного доказательства мы поочередно рассматривали в качестве источника гравитационного поля то один шар, то другой, в зависимости от того, интересовала ли нас сила, действующая на тот или на другой шар. [27]
Данное определение универсальности относится к ньютоновой теории всемирного тяготения. Аналогичное свойство имеется и в общей теории относительности Эйнштейна: надо просто заменить слово вес словом энергия. Тогда понятие универсальности в применении к общей теории относительности переформулируется следующим образом: если нечто имеет энергию, то независимо от того, в каких формах находится энергия, и от остальных свойств этого нечто вся заключенная в нем энергия является источником гравитационного поля; и обратно, энергия испытывает действие гравитационного поля. [28]
Исходя именно из этих уравнений, решали проблему излучения Эйнштейн и позднее Эддингтон. По своей форме эти уравнения совпадают с соответствующими уравнениями электродинамики. Поэтому следует ожидать, что тензор энергии - импульса будет играть в гравитации ту же роль, что и четырехмерный вектор тока в теории электромагнетизма. Он должен являться источником гравитационного поля, а следовательно, и источником гравитационных волн. [29]
Сечение трубки ММ дает положение конца светового луча в некоторый промежуточный момент времени, а сечение NN - положение конца светового луча в некоторый последующий момент времени. Для нашего рассуждения важно заметить, что луч света L в целом изогнут в виде показанной на рис. 13 дуги. Значит, расстояние MN меньше расстояния MN иначе говоря, лучи, идущие по нижней стороне световой трубки, распространяются медленнее лучей, идущих по ее верхней стороне. Замеченный нами факт более точно и общо формулируется словами: скорость света в областях, близких к источнику гравитационного поля ( в нашем случае - Земле), меньше скорости света в областях, удаленных от источника поля тяжести. Или: чем сильнее гравитационное поле на пути света, тем медленнее свет распространяется. [30]
Страницы: 1 2 3