Наука и техника Наука и техника - Какова природа тяготения
  23.10.2018 г.  
Главная arrow Материализм arrow Космос, бог и вечность arrow Какова природа тяготения
Главное меню
Главная
Новости
Блог
Ссылки
Контакты
Поиск
Карта сайта
Философия
Сознание
Материализм
Лингво
Эволюция
Кибернетика
Био
Эмоции
Живое
Психика
Какова природа тяготения
Рейтинг: / 0
ХудшаяЛучшая 
11.10.2010 г.
Разумеется, здесь верно лишь то, что от классических представлений о пространстве пришлось отказаться. Но это вовсе не означает, что теория относительности вернула науку к доньютоновским, аристотелевским временам. Нет, новая физика явилась важным шагом к еще более глубокому пониманию строения мира.
Когда И. Кеплер открыл свои знаменитые законы обращения планет вокруг Солнца,
он понимал, что их движением должна управлять какая-то сила. Но что представляет собой эта сила, Кеплер не знал. Ответ на этот вопрос и дал Ньютон, открыв закон тяготения. Однако и Ньютон не смог раскрыть природу гравитации.
Классическая механика, механика Ньютона, представляла себе пространство вселенной как нечто абсолютно не зависящее от материи, как простое вместилище тел. Вопрос о том, каким образом взаимодействуют между собой удаленные друг от друга объекты, каким путем и с какой скоростью распространяется тяготение, классической механикой фактически не рассматривался. Она вполне удовлетворялась тем количественным согласием, которое, казалось, царило между математическими расчетами, выполненными на основе закона тяготения, и реальными явлениями.
Сам Ньютон написал в одном из своих трудов:
«Причину... свойств силы тяготения я до сих пор не мог вывести из явлений, гипотез же я не измышляю».
Теория тяготения Ньютона была только первым приближением к истине. Она касалась лишь чисто внешней стороны явлений, связанных с гравитацией.
Первый реальный шаг к пониманию внутренней природы тяготения был сделан А. Эйнштейном. Одним из главных положений, выдвинутых им, было утверждение о том, что свойства пространства неразрывно связаны со свойствами материи, что пространство и материя неотделимы друг от друга.
Рассказывают, что однажды какой-то предприимчивый газетный репортер, задумавший, видимо, в короткой заметке познакомить читателей с новой модной теорией, обратился к великому физику с просьбой изложить суть теории относительности в одной фразе и притом таким образом, чтобы это было понятно широкой публике. Подумав несколько секунд, Эйнштейн ответил: «Раньше полагали, что если бы из вселенной исчезла вся материя, то пространство и время сохранились бы; теория относительности утверждает, что вместе с материей исчезли бы также пространство и время». Это высказывание Эйнштейна как нельзя лучше подчеркивает материалистический характер теории относительности.
Исходя из основного положения, сформулированного выше, Эйнштейн в своей так называемой общей теории относительности пришел к выводу, что силы тяготения непосредственно связаны с физическими свойствами самого пространства. Оказалось, что любое тело не просто существует в пространстве само по себе, независимо от него, как это представлялось классической физике, но изменяет вблизи себя геометрию пространства. Пространство искривляется, и световой луч в нем будет распространяться уже не по прямой, а по изогнутой линии. Многие специалисты в области теоретической физики поясняют это с помощью следующей аналогии. Представьте себе резиновую пленку, натянутую на обруч, и лежащий на ней маленький металлический шарик. Если толкнуть шарик, он покатится по поверхности пленки и прочертит на ней прямую линию. Положим теперь в центр пленки большой металлический шар. Под его тяжестью пленка прогнется, поверхность ее искривится. И если теперь снова пустить по пленке маленький шарик, то на этот раз благодаря наличию углубления он опишет линию, искривленную в направлении большого шара. Таким образом, большой шар притянет к себе маленький. Любое небесное тело, искривляя пространство вокруг себя, должно притягивать световые лучи.
Советский физик-теоретик профессор Д. Д. Иваненко приводит для иллюстрации физического смысла искривления пространства следующую аналогию. Представьте себе человека, на пути которого встретился глубокий и широкий овраг. Человеку нужно попасть на ту сторону оврага. Для этого ему придется сначала спуститься на дно оврага, а затем вновь подняться вверх по противоположному склону. Конечно, и в этом случае можно провести воображаемую прямую линию, соединяющую точки, расположенные по разные стороны оврага. Но такая прямая будет лишена физического смысла: ведь пешеход не может но ней двигаться. Геодезической линией, то есть кратчайшей линией, соединяющей указанные точки в смысле физической возможности движения, будет кривая линия, проходящая через дно оврага. Точно так же, по выражению Иваненко, пространство, в котором проявляется поле тяготения, как бы сплошь изрыто «оврагами», и все тела в нем вынуждены двигаться не по прямым, а кривым, по кратчайшим (в физическом смысле) линиям. Таковы выводы общей теории относительности.
Мы уже рассказывали о том, что с точки зрения классической физики световой луч испытывает притяжение со стороны небесных тел, и познакомились с экспериментальными наблюдениями искривления света звезд при прохождении вблизи Солнца. Как мы видим, полное отклонение светового луча складывается из «ньютоновского отклонения», обусловленного обычным притяжением, как показывает расчет, и такого же по величине «эйнштейновского» отклонения, связанного с искривлением пространства.
Наблюдения указанного эффекта во время полных солнечных затмений полностью подтверждают тот факт, что искривление световых лучей вызвано не только «простым» притяжением, но и тем самым искривлением пространства, которое предсказано теорией относительности.
Можно ли, однако, на основании одного-единственного факта, да и то получившего лишь качественное подтверждение, делать далеко идущие выводы о свойствах мира, в котором мы живем?
Да, у нас есть на это полное право, ибо теория тяготения Эйнштейна подтверждается не только наблюдениями за искривлением хода световых лучей, но и другими фактами.
Мы не будем подробно заниматься рассмотрением этого вопроса, достаточно хорошо освещенного в специальной и научно-популярной литературе. Остановимся лишь на одном из таких фактов.
В классической механике прямым следствием закона всемирного тяготения являются законы движения планет вокруг Солнца, так называемые законы Кеплера. Их количественное выражение может быть получено чисто математическим путем из формулы закона тяготения Ньютона. Согласно одному из этих законов, известному под названием первого закона Кеплера, каждая планета обращается вокруг Солнца по эллипсу (то есть по вытянутой окружности). Естественно поинтересоваться, каким должно быть движение планет с точки зрения новой теории тяготения. Исследовав эту проблему, Эйнштейн пришел к выводу, мало отличающемуся от классического. Как и в теории тяготения Ньютона, в общей теории относительности орбитами планет также должны быть эллипсы. Но есть и отличие. Если в классической небесной механике орбиты планет неподвижны относительно Солнца, то из расчетов Эйнштейна следовало, что не только планеты, но и их орбиты должны медленно вращаться вокруг центрального тела в том же направлении, в каком движутся соответствующие планеты. И это вращение тем быстрее, чем более вытянута орбита.
Казалось бы проверить подобное утверждение куда легче, чем обнаружить искривление световых лучей. На деле это не так. Эффекты теории относительности носят весьма тонкий характер, они связаны с такими отклонениями от обычного хода физических процессов, которые проявляются более или менее заметным образом лишь при весьма значительном изменении тех условий, которые привычны нам на Земле и которые принято считать нормальными. Кстати, именно этим объясняется то обстоятельство, что в обычных условиях мы вполне обходимся классической механикой и не совершаем при этом заметных ошибок.
 

Добавить комментарий

« Пред.   След. »
Техника
Техтворчество
Машины
Курьезы
История техники
Непознанное
НЛО
   
designed by sportmam