Genel görelilik denklemlerinin evrene uygulanması. Gözlemcinin konumunun muhasebeleştirilmesi. GTR'yi kontrol etme yöntemleri

Büyük açık sır

Alexander Grishaev, makaleden bir parça “ Evrensel yerçekiminin dökülmeleri ve fitilleri»

“İngilizler silahlarını tuğlayla temizlemezler, bizimkini de temizlemesinler, yoksa Allah korusun, ateş etmeye pek uygun değiller…” – N. Leskov.

ADU-1000 alıcı ve verici anten kompleksinin 8 parabolik aynası, Derin Uzay İletişim Merkezi'nin Plüton alıcı kompleksinin bir parçasıdır...

Derin uzay araştırmalarının ilk yıllarında, bir dizi Sovyet ve Amerikan gezegenlerarası istasyonu ne yazık ki kaybedildi. Uzmanların dediği gibi "normal modda" fırlatma hatasız gerçekleşse bile, tüm sistemler normal çalıştı, önceden hazırlanmış tüm yörünge ayarlamaları normal şekilde ilerledi, cihazlarla iletişim beklenmedik bir şekilde kesildi.

Başlatma için uygun bir sonraki "pencere" sırasında, aynı programa sahip aynı cihazların, en azından birinin muzaffer bir sona getirilebileceği umuduyla, gruplar halinde birbiri ardına başlatıldığı noktaya geldi. Ama - nerede o! Taviz vermeyen gezegenlere yaklaşırken bağlantıyı kesen belli bir sebep vardı.

Tabii bu konuda sessiz kaldılar. Aptal halka, istasyonun gezegenden örneğin 120 bin kilometre uzaklıktan geçtiği bilgisi verildi. Bu mesajların tonu o kadar neşeliydi ki insan şunu düşünmeden edemiyordu: “Adamlar ateş ediyor! Yüz yirmi bin fena değil. Bunu üç yüz binde yapabilirdim! Yeni, daha isabetli atışlar yapıyorsunuz!” Kimsenin dramın yoğunluğu hakkında, uzmanların bir şeylerin peşinde olduğu hakkında hiçbir fikri yoktu. boş noktayı anlamadım.

Sonunda bunu denemeye karar verdik. Haberleşmek için kullanılan sinyalin uzun süredir dalgalar, radyo dalgaları şeklinde temsil edildiği bilinmelidir. Bu dalgaların ne olduğunu hayal etmenin en kolay yolu “domino etkisi”dir. İletişim sinyali, düşen domino taşları gibi uzayda yayılır.

Dalga yayılma hızı, her bir domino taşının düşme hızına bağlıdır ve tüm domino taşları aynı olduğundan ve eşit sürede düştüklerinden dalganın hızı sabit bir değerdir. Domino taşları arasındaki mesafe fizikçiler tarafından denir "dalga boyu".

Dalga örneği – “domino etkisi”

Şimdi bu şekilde kırmızı bir karalamayla işaretlenmiş bir gök cismi olduğunu varsayalım (ona Venüs diyelim). Diyelim ki ilk domino taşını itersek, sonraki her domino taşı bir saniye içinde bir sonrakinin üzerine düşecek. Eğer bizden Venüs'e tam olarak 100 domino yerleştirilirse, dalga 100 domino taşının her biri bir saniye harcayarak sırayla düştükten sonra ona ulaşacaktır. Toplamda bizden gelen dalga Venüs'e 100 saniyede ulaşacak.

Venüs hareketsiz duruyorsa durum budur. Ya Venüs yerinde durmazsa? Diyelim ki 100 domino düşerken Venüs'ümüz birkaç domino arasındaki mesafeye (birkaç dalga boyu) eşit bir mesafeye "sürünmeyi" başarıyor, o zaman ne olacak?

Akademisyenler, ilkokul çağındaki çocukların aşağıdaki gibi problemlerde kullandıkları yasaya göre dalga Venüs'e ulaşırsa ne olacağına karar verdiler: “Noktadan A tren hızla kalkıyor A km/saat ve noktadan itibaren B aynı anda bir yaya hızla dışarı çıkar B aynı yönde trenin yayaya yetişmesi ne kadar sürer?”

Akademisyenler küçük okul çocukları için bu kadar basit bir sorunu çözmeleri gerektiğini anlayınca işler düzelmeye başladı. Eğer bu ustalık olmasaydı, gezegenlerarası astronotik biliminin olağanüstü başarılarını göremeyecektik.

Ve burada bu kadar kurnazlık ne ki, bilimlerdeki deneyimsiz Dunno ellerini kaldıracak?! Ve tam tersine, bilimlerde deneyimli Znayka haykıracak: Koruyun, haydutu durdurun, bu sahte bilimdir! Gerçek, doğru bilime göre, doğru, bu sorunun tamamen farklı bir şekilde çözülmesi gerekir! Sonuçta, yavaş hareket eden tilki ayaklı gemilerle değil, ışık hızıyla Venüs'ün peşinden koşan, siz veya Venüs ne kadar hızlı koşarsanız koşun, yine de size ışık hızıyla yetişen bir sinyalle karşı karşıyayız. ışık! Üstelik ona doğru koşarsanız onunla daha hızlı tanışamazsınız!

Göreliliğin ilkeleri

"Bu böyle," diye haykıracak Dunno, "görünüşe göre eğer B şu anda uzay gemisinde olan bana göre A Gemide tehlikeli bir salgın olduğunu ve bunun çaresini bulduğumu size bildirecekler; onlarla buluşmak için geri dönmemin faydası yok, çünkü... Bana gönderilen uzay gemisi ışık hızında hareket ediyorsa yine de erkenden buluşamayacak mıyız? Bu da, temiz bir vicdanla, yolculuğuma devam edebileceğim anlamına geliyor. C gelecek ay doğacak maymunlara bir sürü bebek bezi mi dağıtacaksın?

"Kesinlikle," diye cevaplayacak Znayka, "eğer bisiklet üzerinde olsaydınız, o zaman noktalı okun gösterdiği gibi size giden arabaya doğru gitmeniz gerekirdi." Ancak ışık hızına sahip bir araç size doğru hareket ediyorsa, o zaman ona doğru hareket etmeniz veya ondan uzaklaşmanız veya yerinde kalmanız önemli değildir - Toplantı saati değiştirilemez.

Dunno dominolarımıza "Bu nasıl mümkün olabilir" diye geri dönecek, "dominolar daha hızlı düşmeye başlayacak mı?" Bunun bir faydası olmayacak - sadece Aşil'in bir kaplumbağaya yetişmesi sorun olacak, Aşil ne kadar hızlı koşarsa koşsun, kaplumbağanın kat ettiği ek mesafeyi kat etmesi yine de biraz zaman alacak.

Hayır, burada her şey daha serin - eğer bir ışık ışını sizi yakalarsa, o zaman hareket ederek alanı uzatırsınız. Aynı dominoları bir lastik bandın üzerine yerleştirin ve çekin - üzerindeki kırmızı çarpı hareket edecek, ancak dominolar da hareket edecek, dominolar arasındaki mesafe artacaktır, yani. Dalga boyu artar ve dolayısıyla sizinle dalganın başlangıç ​​noktası arasında her zaman aynı sayıda domino taşı bulunur. Vay!

Einstein'ın temellerinin ana hatlarını popüler bir şekilde çizen bendim. Görelilik Teorileri Gezegenlerarası sondalarla iletişim modlarının hesaplanması da dahil olmak üzere, bir alt ışık sinyalinin geçişinin dikkate alınması gereken tek doğru bilimsel teori.

Bir noktayı daha da keskinleştirelim: görecelik teorilerinde (ve bunlardan iki tane var: YÜZ– özel görelilik teorisi ve GTO– genel görelilik teorisi) ışık hızı mutlaktır ve hiçbir şekilde aşılamaz. Ve eklemler arasındaki mesafeyi arttırmanın etkisine ilişkin yararlı bir terime " denir Doppler etkisi» – dalga hareketli bir nesneyi takip ediyorsa dalga boyunu artırmanın etkisi ve nesne dalgaya doğru hareket ediyorsa dalga boyunu kısaltmanın etkisi.

Yani akademisyenler tek doğru teoriye göre süt için yalnızca sondaların kaldığına inanıyorlardı. Bu arada, 20. yüzyılın 60'lı yıllarında bir dizi ülke üretim yaptı. Venüs radarı. Venüs'ün radar tespiti sırasında bu varsayım göreceli ekleme hızları kontrol edilebilir.

Amerikan BJ Wallace 1969'da, "Uzaydaki ışığın bağıl hızının radarla doğrulanması" makalesinde, 1961'de yayınlanan Venüs'ün sekiz radar gözlemini analiz etti. Analiz onu radyo ışınının hızının ( görelilik teorisine aykırı) Dünyanın dönüş hızına cebirsel olarak eklenir. Daha sonra bu konuyla ilgili materyal yayınlamada sorunlar yaşadı.

Bahsedilen deneylere ayrılmış makaleleri sıralayalım:

1. V.A. Kotelnikov ve diğerleri "1961'de Venüs'ün radarında kullanılan radar kurulumu." Radyo mühendisliği ve elektronik, 7, 11 (1962) 1851.

2. V.A. Kotelnikov ve diğerleri “1961'de Venüs'ün radar sonuçları” Age., sayfa 1860.

3. V.A. Morozov, Z.G. Trunova “1961'de Venüs'ün radarında kullanılan zayıf sinyal analizörü.” Age., sayfa 1880.

sonuçlarÜçüncü makalede formüle edilenler, burada başlangıçta belirtilen domino taşlarının düşmesi teorisini anlayan Dunno için bile anlaşılabilir.

Son yazıda Venüs'ten yansıyan bir sinyalin tespit edilmesinin koşullarını anlattıkları bölümde şu ifade yer alıyordu: “ Dar bant bileşeni, sabit bir nokta reflektörden yansımaya karşılık gelen yankı sinyalinin bileşeni olarak anlaşılmaktadır...»

Burada “dar bant bileşeni” Venüs'ten dönen sinyalin tespit edilen bileşenidir ve Venüs dikkate alınırsa tespit edilir... hareketsiz! Onlar. adamlar bunu doğrudan yazmadılar Doppler etkisi algılanmıyor bunun yerine sinyalin alıcı tarafından ancak Venüs'ün sinyalle aynı yöndeki hareketi dikkate alınmazsa tanındığını yazdılar, yani. herhangi bir teoriye göre Doppler etkisi sıfır olduğunda, ancak Venüs hareket ettiği için görelilik teorisinin öngördüğü dalga uzamasının etkisi gerçekleşmedi.

Görelilik teorisinin büyük üzüntüsüne rağmen, Venüs uzayı genişletmedi ve "domino taşları", sinyal Venüs'e ulaştığında, Dünya'dan fırlatıldığı zamana göre çok daha fazla istiflenmişti. Venüs, Aşil'in kaplumbağası gibi, kendisine yetişen dalgaların basamaklarından ışık hızıyla sürünerek uzaklaşmayı başardı.

Açıkçası, yukarıda bahsedilen vakanın da gösterdiği gibi, Amerikalı araştırmacılar da aynısını yaptı. Wallace'ın Venüs'ün taranması sırasında elde edilen sonuçların yorumlanmasına ilişkin bir makale yayınlamasına izin verilmedi. Yani sahte bilimle mücadele komisyonları yalnızca totaliter Sovyetler Birliği'nde düzenli olarak faaliyet göstermiyordu.

Bu arada, teoriye göre, dalgaların uzaması, uzay nesnesinin gözlemciye olan mesafesini belirtmelidir ve buna denir. kırmızıya kayma Hubble tarafından 1929'da keşfedilen bu kırmızıya kayma, Büyük Patlama'nın kozmogonik teorisinin temelini oluşturuyor.

Venüs'ün konumu gösterildi yokluk bu çok ofsetler ve bundan sonra, Venüs'ün konumuyla ilgili başarılı sonuçlar elde edildiği andan itibaren, bu teori - Büyük Patlama teorisi - "kara delikler" hipotezleri ve diğer göreli saçmalıkların yanı sıra bilim kategorisine giriyor. kurgu. Edebiyatta değil fizikte Nobel Ödülü verdikleri bilim kurgu!!! Senin işlerin harikadır, Tanrım!

Not: SRT'nin 100. yıl dönümü ve Genel Görelilik Teorisinin 90. yıl dönümü vesilesiyle, ne birinin ne de diğerinin deneysel olarak doğrulanmadığı keşfedildi! Yıldönümü vesilesiyle proje “Yerçekimi Probu B (GP-B) Bu saçma teorilerin en azından bir doğrulamasını sağlayacak olan 760 milyon dolar değerindeydi ama her şey büyük bir utançla sonuçlandı. Bir sonraki yazı tam da bununla ilgili...

Einstein'ın OTO'su: “ve kral çıplak!”

“Haziran 2004'te BM Genel Kurulu 2005 yılını Uluslararası Fizik Yılı ilan etmeye karar verdi. Asamble, UNESCO'yu (Birleşmiş Milletler Eğitim, Bilim ve Kültür Örgütü) dünyanın dört bir yanındaki fizik toplulukları ve diğer ilgili gruplarla işbirliği içinde Yılın kutlanması için etkinlikler düzenlemeye davet etti...”– BM Bülteninden Mesaj

Yine de yapardım! – Gelecek yıl Özel Görelilik Teorisinin 100. yılını kutluyoruz ( YÜZ), 90 yıl – Genel Görelilik Teorisi ( GTO) - arkaik Newton fiziğini kaidesinden deviren yeni fiziğin yüz yıllık sürekli zaferi, BM yetkililerinin gelecek yılki kutlamaları öngörerek ve tüm zamanların ve halkların en büyük dehasını ve takipçilerini onurlandıracağına inanıyordu.

Ancak takipçiler, "parlak" teorilerin neredeyse yüz yıldır hiçbir şekilde kendilerini göstermediğini diğerlerinden daha iyi biliyorlardı: bunlara dayanarak yeni fenomenler hakkında hiçbir tahmin yapılmadı ve halihazırda keşfedilenler için hiçbir açıklama yapılmadı, ancak bunlar tarafından açıklanmadı. klasik Newton fiziği. Hiçbir şey, HİÇBİR ŞEY!

Genel Göreliliğin tek bir deneysel onayı bile yoktu!

Bilinen tek şey teorinin mükemmel olduğuydu ama kimse bunun amacının ne olduğunu bilmiyordu. Evet, onu düzenli olarak muazzam miktarda para ödenen vaatler ve kahvaltılarla ve günün sonunda - edebiyatta değil fizikte Nobel Ödüllerinin verildiği kara deliklerle ilgili bilim kurgu romanlarıyla besledi. , birbiri ardına, birbirinden daha büyük çarpıştırıcılar inşa edildi, yerçekimsel interferometreler tüm dünyada çoğaldı, burada Konfüçyüs'ün başka bir deyişle, "karanlık maddede" kara bir kedi aradılar, üstelik orada değildi, ve hiç kimse "karanlık maddenin" kendisini bile görmemişti.

Bu nedenle Nisan 2004'te, yaklaşık kırk yıl boyunca özenle hazırlanan ve çok iddialı bir proje başlatıldı. Son aşama 760 milyon dolar tahsis edildi - "Yerçekimi Sondası B (GP-B)". Yerçekimi testi B Einstein'ın uzay-zamanını ne eksik ne fazla, 6,6 yay saniyesi miktarında, hassas jiroskoplar (yani tepeler) üzerinde, yaklaşık bir yıllık uçuşta - tam olarak büyük yıldönümü için - sarması gerekiyordu.

Fırlatmanın hemen ardından, "Ekselanslarının Yaveri" ruhuyla zafer raporlarını bekliyorduk - ardından "mektup" geldi N'inci kilometre: "Uzay-zamanın ilk arksaniyesi başarıyla oluşturuldu." Ancak inananların en görkemli şekilde karşıladığı muzaffer raporlar 20. yüzyıl dolandırıcılığı, bir şekilde her şey yolunda gitmedi.

Ve muzaffer raporlar olmadan, yıldönümü ne işe yarar - en ilerici öğretinin düşmanları, hazır kalemleri ve hesap makineleriyle, Einstein'ın büyük öğretisine tükürmek için bekliyorlar. Bu yüzden beni hayal kırıklığına uğrattılar "Uluslararası Fizik Yılı" frenlerde - sessizce ve fark edilmeden geçti.

Yıldönümü yılının Ağustos ayında, görevin tamamlanmasından hemen sonra herhangi bir muzaffer rapor gelmedi: yalnızca her şeyin yolunda gittiğine dair bir mesaj vardı, parlak teori doğrulandı, ancak sonuçları biraz işleyeceğiz ve tam olarak yıl kesin bir cevap olacak. Aradan 1-2 yıl geçmesine rağmen yanıt gelmedi. Sonunda sonuçları Mart 2010'a kadar kesinleştireceklerine söz verdiler.

Peki bu sonuç nerede? İnternette Google'da arama yaptığımda bir blogcunun LiveJournal'ında şu ilginç notu buldum:

Yerçekimi Probu B (GP-B) – tarafındanizler760 milyon dolar. $

Öyleyse - modern fizik GTR'den şüphe duymuyor, öyle görünüyor ki, o zaman neden GTR'nin etkilerini doğrulamayı amaçlayan 760 milyon dolar değerinde bir deneye ihtiyaç var?

Sonuçta bu saçmalık; örneğin Arşimet yasasını doğrulamak için neredeyse bir milyar harcamakla aynı şey. Ancak deneyin sonuçlarına bakılırsa bu para deneye yönlendirilmedi. para halkla ilişkilere harcandı.

Deney, 20 Nisan 2004'te fırlatılan ve Lense-Thirring etkisini (genel göreliliğin doğrudan bir sonucu olarak) ölçecek ekipmanla donatılmış bir uydu kullanılarak gerçekleştirildi. Uydu Yerçekimi Probu B o zamanlar dünyanın en doğru jiroskoplarını taşıyordu. Deneysel tasarım Wikipedia'da oldukça iyi anlatılmıştır.

Zaten veri toplama döneminde deneysel tasarım ve ekipmanın doğruluğu ile ilgili sorular ortaya çıkmaya başladı. Sonuçta, devasa bütçeye rağmen, ultra ince etkileri ölçmek için tasarlanan ekipmanlar hiçbir zaman uzayda test edilmedi. Veri toplama sırasında, dewardaki helyumun kaynaması nedeniyle titreşimler ortaya çıktı, enerjik kozmik parçacıkların etkisi altındaki elektroniklerdeki arızalar nedeniyle jiroskoplarda beklenmedik duraklamalar ve ardından eğirme meydana geldi; Bilgisayar arızaları ve "bilim verileri" dizilerinde kayıplar yaşandı ve en önemli sorunun "polod" etkisi olduğu ortaya çıktı.

Konsept "polod" kökleri 18. yüzyıla kadar uzanıyor seçkin matematikçi ve gökbilimci Leonhard Euler, katı cisimlerin serbest hareketi için bir denklem sistemi elde etti. Özellikle, Euler ve çağdaşları (D'Alembert, Lagrange), Dünya'nın enlem ölçümlerindeki, görünüşe göre Dünya'nın dönme eksenine (kutup ekseni) göre dalgalanmaları nedeniyle meydana gelen dalgalanmaları (çok küçük) araştırdılar ...

GP-B jiroskopları, Guinness Rekorlar Kitabı'nda şimdiye kadar insan eliyle yapılmış en küresel nesneler olarak listelenmiştir. Küre kuvars camdan yapılmış ve ince bir süper iletken niyobyum filmi ile kaplanmıştır. Kuvars yüzeyler atomik seviyeye kadar parlatılır.

Eksenel devinim tartışmasının ardından doğrudan şu soruyu sorma hakkına sahipsiniz: Guinness Rekorlar Kitabında en küresel nesneler olarak listelenen GP-B jiroskopları neden aynı zamanda eksenel devinim göstermektedir? Aslında, üç ana atalet ekseninin de aynı olduğu tamamen küresel ve homojen bir cisimde, bu eksenlerden herhangi birinin etrafındaki kutup periyodu sonsuz derecede büyük olacaktır ve tüm pratik amaçlar açısından mevcut olmayacaktır.

Ancak GP-B rotorları "mükemmel" küreler değildir. Erimiş kuvars alt katmanın küresel şekli ve homojenliği, eksenlere göre atalet momentlerinin milyonda bir oranında dengelenmesini mümkün kılar - bu, rotorun polhold periyodunun dikkate alınmasını ve yolun sabitlenmesini gerektirmek için zaten yeterlidir. rotor ekseninin ucunun hareket edeceği.

Bütün bunlar bekleniyordu. Uydu fırlatılmadan önce GP-B rotorlarının davranışı simüle edildi. Ancak yine de hakim fikir birliği, rotorlar neredeyse ideal ve hemen hemen tekdüze olduğundan, kutup izi izinin çok küçük bir genliğini ve eksenin kutuplu dönüşünün deney boyunca önemli ölçüde değişmeyeceği kadar uzun bir süre vereceği yönündeydi.

Ancak iyi tahminlerin aksine, GP-B rotorları gerçek hayatta önemli eksenel devinim görmeyi mümkün kıldı. Rotorların neredeyse mükemmel küresel geometrisi ve homojen bileşimi göz önüne alındığında iki olasılık vardır:

– enerjinin dahili ayrışması;

– sabit frekanslı dış etki.

İki eserin bir kombinasyonunun işe yaradığı ortaya çıktı. Rotor, yukarıda anlatılan Dünya gibi simetrik olmasına rağmen, jiroskop hala elastiktir ve ekvatorda yaklaşık 10 nm kadar çıkıntı yapar. Dönme ekseni sürüklendiğinden dolayı gövde yüzeyinin dışbükeyliği de kayar. Rotor yapısındaki küçük kusurlar ve rotor çekirdek malzemesi ile niyobyum kaplaması arasındaki yerel sınır kusurları nedeniyle dönme enerjisi dahili olarak dağıtılabilir. Bu, genel açısal momentumu değiştirmeden sürüklenme yolunun değişmesine neden olur (çiğ bir yumurtanın dönmesi gibi).

Genel göreliliğin öngördüğü etkiler gerçekten kendini gösteriyorsa, o zaman her yıl için Yerçekimi Probu B Yörüngede, jiroskoplarının dönme eksenleri sırasıyla 6,6 yay saniyesi ve 42 yay saniyesi kadar sapmalıdır.

Bu etki nedeniyle 11 ayda iki jiroskop onlarca derece döndürüldü, Çünkü minimum eylemsizlik ekseni boyunca döndürüldü.

Sonuç olarak, ölçmek için tasarlanmış jiroskoplar milisaniye açısal yay, planlanmamış etkilere ve onlarca dereceye kadar hatalara maruz kaldı! Aslında öyleydi görev başarısızlığı ancak sonuçlar basitçe gizlendi. Misyonun nihai sonuçlarının başlangıçta 2007 yılı sonunda açıklanması planlanmışsa, daha sonra Eylül 2008'e, ardından tamamen Mart 2010'a ertelendi.

Francis Everitt'in neşeyle bildirdiği gibi, "Elektrik yüklerinin etkileşimi nedeniyle jiroskoplarda ve odalarının duvarlarında "donmuş" (yama efekti) ve henüz elde edilen verilerden tamamen hariç tutulmamış olan okuma okumalarının daha önce hesaba katılmamış etkileri nedeniyle, bu aşamadaki ölçümlerin doğruluğu 0,1 ark saniye ile sınırlıdır, bu da %1'den daha iyi bir doğrulukla onaylamayı mümkün kılar. Jeodezik devinimin etkisi (yılda 6,606 yay saniyesi), ancak eylemsiz referans çerçevesinin sürüklenmesi olgusunu (yılda 0,039 yay saniyesi) izole etmeyi ve doğrulamayı henüz mümkün kılmaz. Ölçüm gürültüsünü hesaplamak ve çıkarmak için yoğun çalışmalar sürüyor..."

Yani, bu ifadeye nasıl yorum yaptım ZZCW : “Onlarca dereceden onlarca derece çıkarılır ve yüzde bir doğrulukla açısal milisaniye kalır (ve bu durumda beyan edilen doğruluk daha da yüksek olacaktır, çünkü tam bir komünizm için Lense-Thirring etkisinin onaylanması gerekir). Genel Göreliliğin temel etkisi...”

Buna şaşmamalı NASA reddetti Ekim 2008'den Mart 2010'a kadar olan dönem için planlanan "veri analizini daha da geliştirmek" için 18 aylık bir program için Stanford'a daha fazla milyonlar bağışlayın.

Almak isteyen bilim insanları ÇİĞ(ham veriler) bağımsız onay için, bunun yerine şunu bulmak şaşırttı: ÇİĞ ve kaynaklar NSSDC onlara yalnızca “ikinci düzey veriler” verilir. "İkinci düzey", "verilerin hafifçe işlendiği..." anlamına gelir.

Sonuç olarak, finansmandan mahrum kalan Stanford ekibi, 5 Şubat'ta aşağıdakileri okuyan bir nihai rapor yayınladı:

Güneş jeodezik etkisi (+7 marc-s/yıl) ve kılavuz yıldızın öz hareketi (+28 ± 1 marc-s/yıl) için düzeltmeler çıkarıldıktan sonra sonuç -6,673 ± 97 marc-s/yıl olur, Genel Görelilik'in tahmin ettiği -6.606 marc-s/yıl ile karşılaştırılacak

Bu, benim tanımadığım bir blog yazarının görüşüdür ve onun görüşünü bağıran çocuğun sesi olarak kabul edeceğiz: " Ve kral çıplak!»

Ve şimdi niteliklerine meydan okunması zor olan çok yetkin uzmanların açıklamalarına değineceğiz.

Nikolay Levashov "Görelilik teorisi fiziğin yanlış bir temelidir"

Nikolay Levashov "Einstein'ın teorisi, astrofizik, sessiz deneyler"

Daha fazla detay Rusya, Ukrayna ve güzel gezegenimizin diğer ülkelerinde meydana gelen olaylar hakkında çeşitli bilgilere şu adresten ulaşılabilir: İnternet Konferansları, sürekli olarak “Bilginin Anahtarları” web sitesinde düzenlenmektedir. Tüm Konferanslar açık ve eksiksizdir özgür. Uyanan ve ilgilenen herkesi davet ediyoruz...

20. yüzyılın başında görelilik teorisi formüle edildi. Ne olduğunu ve yaratıcısının kim olduğunu bugün her okul çocuğu biliyor. O kadar büyüleyici ki bilimden uzak insanların bile ilgisini çekiyor. Bu makalede erişilebilir dil Görelilik teorisi açıklanmaktadır: nedir, varsayımları ve uygulaması nelerdir.

Yaratıcısı Albert Einstein'ın bir anda bir aydınlanma yaşadığını söylüyorlar. Bilim insanının İsviçre'nin Bern kentinde bir tramvaya bindiği iddia ediliyor. Sokak saatine baktı ve aniden tramvay ışık hızına çıkarsa bu saatin duracağını fark etti. Bu durumda zaman kalmayacaktır. Görelilik teorisinde zaman çok önemli bir rol oynar önemli rol. Einstein'ın formüle ettiği önermelerden biri, farklı gözlemcilerin gerçekliği farklı şekillerde algıladıklarıdır. Bu özellikle zaman ve mesafe için geçerlidir.

Gözlemcinin pozisyonunun muhasebeleştirilmesi

O gün Albert, bilim dilinde herhangi bir şeyin tanımının yapılabileceğini fark etti. fiziksel olay veya olaylar, gözlemcinin bulunduğu referans çerçevesine bağlıdır. Örneğin bir tramvay yolcusu gözlüklerini düşürürse gözlükler ona göre dikey olarak aşağıya düşecektir. Sokakta duran bir yayanın konumundan bakarsanız, tramvay hareket ettiği ve aynı anda camlar düştüğü için düşüşlerinin yörüngesi bir parabole karşılık gelecektir. Bu nedenle herkesin kendine ait bir referans çerçevesi vardır. Görelilik teorisinin ana varsayımlarını daha ayrıntılı olarak ele almayı öneriyoruz.

Dağıtılmış Hareket Yasası ve Görelilik İlkesi

Referans sistemleri değişince olayların tanımları değişse de değişmeyen evrensel şeyler de vardır. Bunu anlamak için bardağın düşmesini değil, düşmeye neden olan doğa kanununu kendimize sormamız gerekiyor. Herhangi bir gözlemci için, ister hareketli ister sabit bir koordinat sisteminde olsun, cevap aynı kalır. Bu yasaya dağıtılmış hareket yasası denir. Hem tramvayda hem de sokakta aynı şekilde çalışıyor. Başka bir deyişle, eğer olayların tanımı her zaman onları gözlemleyen kişiye bağlıysa, bu durum doğa kanunları için geçerli değildir. Genellikle bilimsel dilde ifade edildiği gibi değişmezdirler. Bu görelilik ilkesidir.

Einstein'ın iki teorisi

Diğer hipotezler gibi bu ilkenin de ilk önce şu varsayımla ilişkilendirilerek test edilmesi gerekiyordu: doğal olaylar, bizim gerçekliğimizde faaliyet gösteriyor. Einstein görelilik ilkesinden 2 teori türetmiştir. İlgili olmalarına rağmen ayrı kabul edilirler.

Özel veya özel görelilik teorisi (SRT), hızı sabit olan her türlü referans sistemi için doğa yasalarının aynı kaldığı önermesine dayanmaktadır. Genel görelilik teorisi (GTR), bu prensibi, ivmeyle hareket edenler de dahil olmak üzere herhangi bir referans çerçevesine genişletir. 1905'te A. Einstein ilk teoriyi yayınladı. Matematiksel aygıt açısından daha karmaşık olan ikincisi 1916'da tamamlandı. Görelilik teorisinin (hem STR hem de GTR) oluşturulması, fiziğin gelişiminde önemli bir aşama haline geldi. Her birine daha yakından bakalım.

Özel görelilik teorisi

Nedir bu, özü nedir? Bu soruyu cevaplayalım. Dünyanın nasıl çalıştığına dair sezgisel fikirlerimizle çelişen birçok paradoksal etkiyi öngören de bu teoridir. Hareket hızı ışık hızına yaklaştığında gözlemlenen etkilerden bahsediyoruz. Bunlardan en ünlüsü zaman genişlemesi (saat hareketi) etkisidir. Gözlemciye göre hareket eden saat, gözlemci için elindeki saate göre daha yavaş gider.

Koordinat sisteminde ışık hızına yakın bir hızda hareket ederken zaman gözlemciye göre uzar ve nesnelerin uzunluğu (uzaysal kapsam) tam tersine bu hareketin yönünün ekseni boyunca sıkıştırılır. . Bu etki Bilim insanları buna Lorentz-Fitzgerald kasılması diyor. 1889'da İtalyan fizikçi George Fitzgerald tarafından tanımlandı. Ve 1892'de Hollandalı Hendrik Lorenz bunu genişletti. Bu etki, gezegenimizin uzaydaki hızının "ruhani rüzgar" ölçülerek belirlendiği Michelson-Morley deneyinin verdiği olumsuz sonucu açıklıyor. Bunlar görelilik teorisinin (özel) temel varsayımlarıdır. Einstein bu kitlesel dönüşümleri benzetme yoluyla tamamladı. Buna göre bir cismin hızı ışık hızına yaklaştıkça cismin kütlesi artar. Örneğin, hareketsiz referans çerçevesindeki bir gözlemcinin bakış açısına göre hız 260 bin km/s, yani ışık hızının %87'si ise, cismin kütlesi iki katına çıkacaktır.

Servis istasyonu onayları

Bütün bu hükümler, ne kadar çelişkili olursa olsun, sağduyuÇünkü Einstein birçok deneyde doğrudan ve tam bir onay bulmuştur. Bunlardan biri Michigan Üniversitesi'ndeki bilim adamları tarafından yürütüldü. Bu ilginç deney fizikteki görelilik teorisini doğruluyor. Araştırmacılar, düzenli olarak transatlantik uçuş yapan bir uçağa son derece hassas saatler yerleştirdi ve havaalanına döndükten sonra bu saatlerin okumaları, kontrol saatleriyle karşılaştırılarak kontrol edildi. Uçaktaki saatin her seferinde kontrol saatinin biraz daha gerisine düştüğü ortaya çıktı. Tabii ki, sadece önemsiz sayılardan, saniyenin kesirlerinden bahsediyorduk, ancak gerçeğin kendisi oldukça gösterge niteliğindedir.

Son yarım yüzyıldan beri araştırmacılar, devasa donanım kompleksleri olan hızlandırıcıları kullanarak temel parçacıkları inceliyorlar. İçlerinde elektron veya proton demetleri, yani yüklü olanlar, hızları ışık hızına yaklaşana kadar hızlandırılır. Bundan sonra nükleer hedeflere ateş ediyorlar. Bu deneylerde parçacıkların kütlesinin arttığını dikkate almak gerekir, aksi takdirde deney sonuçları yorumlanamaz. Bu bakımdan SRT artık sadece varsayımsal bir teori değil. Newton'un mekanik yasalarıyla birlikte uygulamalı mühendislikte kullanılan araçlardan biri haline geldi. Görelilik teorisinin ilkeleri büyük buldu pratik kullanım Bu günlerde.

SRT ve Newton yasaları

Bu arada, bahsetmişken (bu bilim adamının portresi yukarıda sunulmuştur), onlarla çelişiyor gibi görünen özel görelilik teorisinin, cisimleri tanımlamak için kullanılması durumunda aslında Newton yasalarının denklemlerini neredeyse tam olarak yeniden ürettiği söylenmelidir. Hareket hızı ışık hızından çok daha düşük. Yani özel görelilik uygulanırsa Newton fiziği hiçbir şekilde terk edilmez. Bu teori ise tam tersine onu tamamlıyor ve genişletiyor.

Işık hızı evrensel bir sabittir

Görelilik ilkesini kullanarak, dünyanın yapısının bu modelinde neden başka hiçbir şeyin değil de ışık hızının çok önemli bir rol oynadığı anlaşılabilir. Bu soru fizikle yeni tanışmaya başlayanlar tarafından soruluyor. Işık hızı, doğa bilimleri kanunları tarafından bu şekilde tanımlandığı için evrensel bir sabittir (bunun hakkında daha fazla bilgiyi Maxwell denklemlerini inceleyerek öğrenebilirsiniz). Görelilik ilkesi gereği ışığın boşluktaki hızı her referans çerçevesinde aynıdır. Bunun mantığa aykırı olduğunu düşünebilirsiniz. Gözlemcinin aynı anda hem sabit bir kaynaktan hem de hareketli bir kaynaktan (ne kadar hızlı hareket ettiğine bakılmaksızın) ışık aldığı ortaya çıktı. Ancak öyle değil. Özel rolü nedeniyle ışığın hızı atanmıştır. merkezi yer sadece özelde değil, genel görelilikte de. Onun hakkında da konuşalım.

Genel görelilik teorisi

Daha önce de söylediğimiz gibi, birbirlerine göre hareket hızlarının sabit olması gerekmeyen tüm referans sistemleri için kullanılır. Matematiksel olarak bu teori özel olandan çok daha karmaşık görünüyor. Bu da yayınları arasında 11 yıl geçtiğini açıklıyor. Genel görelilik, özel bir durum olarak özeli içerir. Dolayısıyla Newton yasaları da buna dahildir. Ancak genel görelilik öncekilerden çok daha ileri gidiyor. Örneğin yerçekimini yeni bir şekilde açıklıyor.

Dördüncü boyut

Genel görelilik sayesinde dünya dört boyutlu hale gelir: üç uzamsal boyuta zaman eklenir. Hepsi birbirinden ayrılamaz, dolayısıyla üç boyutlu dünyada iki nesne arasında var olan mekansal mesafeden bahsetmemize artık gerek yok. Artık çeşitli olaylar arasındaki, birbirlerine olan hem mekansal hem de zamansal mesafeyi birleştiren mekansal-zamansal aralıklardan bahsediyoruz. Yani görelilik teorisinde zaman ve uzay bir çeşit dört boyutlu süreklilik olarak kabul edilir. Uzay-zaman olarak tanımlanabilir. Bu süreklilik içinde birbirlerine göre hareket eden gözlemciler, iki olayın aynı anda mı meydana geldiği, yoksa bir olayın diğerinden önce mi gerçekleştiği konusunda bile farklı görüşlere sahip olacaklardır. Ancak neden-sonuç ilişkileri bozulmaz. Yani iki olayın aynı anda değil, farklı sıralarda meydana geldiği böyle bir koordinat sisteminin varlığına genel görelilik bile izin vermemektedir.

Genel görelilik ve evrensel çekim yasası

Yasaya göre evrensel yerçekimi Newton'a göre evrende herhangi iki cisim arasında karşılıklı çekim kuvveti mevcuttur. Aralarında karşılıklı çekim kuvvetleri olduğundan, Dünya bu konumdan Güneş'in etrafında döner. Ancak genel görelilik bizi bu olaya farklı bir perspektiften bakmaya zorluyor. Bu teoriye göre yerçekimi, kütlenin etkisi altında gözlemlenen uzay-zamanın “eğriliğinin” (deformasyonunun) bir sonucudur. Vücut ne kadar ağırsa (örneğimizde Güneş), uzay-zaman onun altında o kadar fazla "bükülür". Buna göre çekim alanı daha güçlüdür.

Görelilik teorisinin özünü daha iyi anlamak için bir karşılaştırmaya dönelim. Genel Göreliliğe göre Dünya, Güneş'in "uzay-zamanda ilerlemesi" sonucu oluşan bir huninin konisi etrafında dönen küçük bir top gibi Güneş'in etrafında döner. Ve yerçekimi kuvvetini düşünmeye alıştığımız şey aslında Newton'un anlayışına göre bir kuvvet değil, bu eğriliğin dışsal bir tezahürüdür. Bugüne kadar yerçekimi olgusunun Genel Görelilik'te önerilenden daha iyi bir açıklaması bulunamamıştır.

GTR'yi kontrol etme yöntemleri

Laboratuvar koşullarındaki sonuçları neredeyse evrensel çekim yasasına karşılık geldiğinden, genel göreliliğin doğrulanmasının kolay olmadığını unutmayın. Bununla birlikte, bilim adamları hala bir dizi önemli deney yürüttüler. Onların sonuçları Einstein'ın teorisinin doğrulandığı sonucuna varmamızı sağlıyor. Genel görelilik ayrıca uzayda gözlemlenen çeşitli olayların açıklanmasına da yardımcı olur. Bunlar, örneğin Merkür'ün sabit yörüngesinden küçük sapmalarıdır. Newton klasik mekaniği açısından bunlar açıklanamaz. Uzak yıldızlardan gelen elektromanyetik radyasyonun Güneş'in yakınından geçerken bükülmesinin nedeni de budur.

Genel göreliliğin öngördüğü sonuçlar, aslında yalnızca süper güçlü kütleçekim alanları mevcut olduğunda Newton yasalarının (yukarıda portresi sunulmuştur) verdiği sonuçlardan önemli ölçüde farklılık gösterir. Bu nedenle, genel göreliliğin tam olarak doğrulanması için, ya çok büyük kütleli nesnelerin ya da kara deliklerin çok hassas ölçümleri gereklidir, çünkü bizim alışılagelmiş kavramlarımız bunlara uygulanamaz. Bu nedenle, bu teoriyi test etmek için deneysel yöntemlerin geliştirilmesi, modern deneysel fiziğin ana görevlerinden biridir.

Pek çok bilim insanının ve hatta bilimden uzak insanların zihni, Einstein'ın yarattığı görelilik teorisiyle meşgul. Ne olduğunu kısaca anlattık. Bu teori, dünya hakkındaki alışılagelmiş fikirlerimizi altüst ediyor, bu yüzden ona olan ilgi hala azalmıyor.

Görelilik teorisi 20. yüzyılın başlarında Albert Einstein tarafından ortaya atıldı. Özü nedir? Ana noktaları ele alalım ve TOE'yi açık bir dille tanımlayalım.

Görelilik teorisi, 20. yüzyıl fiziğinin tutarsızlıklarını ve çelişkilerini pratikte ortadan kaldırdı, uzay-zamanın yapısı fikrinde radikal bir değişikliği zorladı ve çok sayıda deney ve çalışmayla deneysel olarak doğrulandı.

Böylece TOE tüm modern temel fiziksel teorilerin temelini oluşturdu. Aslında bu modern fiziğin anasıdır!

Öncelikle 2 görelilik teorisinin olduğunu belirtmekte fayda var:

• Özel Görelilik Teorisi (SRT) - dikkate alır fiziksel süreçler Düzgün hareket eden nesnelerde.
• Genel görelilik (GTR) - hızlanan nesneleri tanımlar ve yerçekimi ve varoluş gibi olayların kökenini açıklar.

STR'nin daha önce ortaya çıktığı ve esasen GTR'nin bir parçası olduğu açıktır. Önce ondan bahsedelim.

Basit kelimelerle STO

Teori, herhangi bir doğa kanununun sabit ve sabit bir hızla hareket eden cisimler için aynı olduğunu ileri süren görelilik ilkesine dayanmaktadır. Ve bu kadar basit görünen bir düşünceden, ışığın hızının (boşlukta 300.000 m/s) tüm cisimler için aynı olduğu sonucu çıkar.

Örneğin, size uzak gelecekten büyük hızla uçabilen bir uzay gemisi verildiğini hayal edin. Geminin pruvasına, fotonları ileri doğru fırlatabilen bir lazer topu yerleştirildi.

Gemiye göre bu tür parçacıklar ışık hızında uçuyor, ancak sabit bir gözlemciye göre, her iki hız da toplandığı için daha hızlı uçmaları gerektiği anlaşılıyor.

Ancak gerçekte bu gerçekleşmez! Dışarıdan bir gözlemci, sanki uzay aracının hızı bunlara eklenmemiş gibi, fotonların 300.000 m/s hızla hareket ettiğini görmektedir.

Şunu hatırlamanız gerekir: herhangi bir cisme göre, ışığın hızı, ne kadar hızlı hareket ederse etsin, sabit bir değer olacaktır.

Buradan zaman genişlemesi, boylamsal daralma ve vücut ağırlığının hıza bağımlılığı gibi şaşırtıcı sonuçlar çıkar. Özel Görelilik Teorisinin en ilginç sonuçları hakkında daha fazla bilgiyi aşağıdaki bağlantıdaki makalede okuyabilirsiniz.

Genel göreliliğin özü (GR)

Bunu daha iyi anlamak için iki gerçeği tekrar birleştirmemiz gerekiyor:

• Dört boyutlu uzayda yaşıyoruz

Uzay ve zaman, "uzay-zaman sürekliliği" adı verilen aynı varlığın tezahürleridir. Bu, x, y, z ve t koordinat eksenlerine sahip 4 boyutlu uzay-zamandır.

Biz insanlar 4 boyutu eşit olarak algılayamıyoruz. Aslında biz sadece dört boyutlu gerçek bir nesnenin uzay ve zamana yansımalarını görüyoruz.

İlginç bir şekilde görelilik teorisi, cisimlerin hareket ettikçe değiştiğini söylemiyor. 4 boyutlu nesneler her zaman değişmeden kalır ancak göreceli hareketle projeksiyonları değişebilir. Bunu da zamanın yavaşlaması, boyutun küçülmesi vb. olarak algılıyoruz.

• Bütün cisimler sabit hızla düşer ve ivmelenmezler

Hadi bir korku yaşayalım Düşünce deneyi. Kapalı bir asansörde olduğunuzu ve ağırlıksız bir durumda olduğunuzu hayal edin.

Bu durum ancak iki nedenden dolayı ortaya çıkabilir: Ya uzaydasınız ya da yer çekiminin etkisi altında kabinle birlikte serbestçe düşüyorsunuz.

Kabinin dışına bakmadan bu iki durumu birbirinden ayırmak kesinlikle imkansızdır. Sadece bir durumda eşit şekilde uçarsınız, diğerinde ise ivmeyle uçarsınız. Tahmin etmeniz gerekecek!

Belki Albert Einstein'ın kendisi de hayali bir asansör düşünüyordu ve aklına şaşırtıcı bir fikir geldi: Eğer bu iki durum birbirinden ayırt edilemiyorsa, o zaman yerçekimi nedeniyle düşmek de tekdüze bir harekettir. Hareket, dört boyutlu uzay-zamanda basitçe tekdüzedir, ancak büyük cisimlerin (örneğin) varlığında kavislidir ve tekdüze hareket, bizim için olağan olan üç boyutlu uzaya hızlandırılmış biçimde yansıtılır. hareket.

Tamamen doğru olmasa da, iki boyutlu uzayın eğriliğine ilişkin daha basit bir başka örneğe bakalım.

Herhangi bir devasa cismin altında bir çeşit huni şeklinde bir huni oluşturduğunu hayal edebilirsiniz. O zaman yanımızdan geçip giden diğer cisimler, hareketlerini düz bir çizgide sürdüremeyecek ve eğri uzayın kıvrımlarına göre yörüngelerini değiştireceklerdir.

Bu arada, vücudun fazla enerjisi yoksa hareketi kapalı olabilir.

Hareket eden cisimler açısından bakıldığında, onları döndüren hiçbir şey hissetmedikleri için düz bir çizgide hareket etmeye devam ettiklerini belirtmekte fayda var. Sonunda kavisli bir alana geldiler ve farkında olmadan doğrusal olmayan bir yörüngeye sahip oldular.

Zaman da dahil olmak üzere 4 boyutun büküldüğü unutulmamalıdır, dolayısıyla bu benzetmeye dikkatle yaklaşılmalıdır.

Böylece, genel teori Göreliliğe göre yerçekimi kesinlikle bir kuvvet değildir, yalnızca uzay-zamanın eğriliğinin bir sonucudur. Açık şu an bu teori, yerçekiminin kökeninin işleyen bir versiyonudur ve deneylerle mükemmel bir uyum içindedir.

Genel göreliliğin şaşırtıcı sonuçları

Işık ışınları büyük cisimlerin yakınında uçarken bükülebilir. Nitekim uzayda başkalarının arkasına "saklanan" uzak nesneler bulunmuştur, ancak ışık bize ulaştığı için ışık ışınları onların etrafında bükülür.

Genel göreliliğe göre kütle çekimi ne kadar güçlü olursa zaman da o kadar yavaş akar. GPS ve GLONASS'ı çalıştırırken bu gerçek dikkate alınmalıdır, çünkü uyduları Dünya'dakinden biraz daha hızlı çalışan en doğru atom saatleriyle donatılmıştır. Bu gerçek dikkate alınmazsa, bir gün içinde koordinat hatası 10 km olacaktır.

Yakınlarda bir kütüphanenin veya mağazanın nerede olduğunu Albert Einstein sayesinde anlayabilirsiniz.

Ve son olarak, genel görelilik, etrafında yerçekiminin o kadar güçlü olduğu ve zamanın yakında durduğu kara deliklerin varlığını öngörüyor. Bu nedenle kara deliğe düşen ışık onu terk edemez (yansıtamaz).

Bir kara deliğin merkezinde devasa yerçekimsel sıkıştırma nedeniyle sonsuz yüksek yoğunluğa sahip bir nesne oluşur ve öyle görünüyor ki bu var olamaz.

Dolayısıyla genel görelilik, aksine, çok çelişkili sonuçlara yol açabilir, bu nedenle fizikçilerin çoğunluğu onu tamamen kabul etmedi ve bir alternatif aramaya devam etti.

Ancak pek çok şeyi başarılı bir şekilde tahmin etmeyi başarıyor; örneğin, yakın zamanda gerçekleşen sansasyonel bir keşif, görelilik teorisini doğruladı ve büyük bilim adamını dili dışarıda bir kez daha hatırlamamıza neden oldu. Bilimi seviyorsanız WikiScience'ı okuyun.

Yüz yıl önce, 1915'te, o zamanlar fizikte devrim niteliğinde keşifler yapmış olan genç bir İsviçreli bilim adamı, temelde yeni bir yerçekimi anlayışı önerdi.

1915'te Einstein, yerçekimini uzay-zamanın temel bir özelliği olarak nitelendiren genel görelilik teorisini yayınladı. Uzay-zamanın eğriliğinin, içinde bulunan maddenin ve radyasyonun enerjisi ve hareketi üzerindeki etkisini tanımlayan bir dizi denklem sundu.

Yüz yıl sonra, genel görelilik teorisi (GTR) inşaatın temeli oldu. modern bilim bilim adamlarının kendisine saldırdığı tüm testleri geçti.

Ancak yakın zamana kadar, aşırı koşullar altında teorinin istikrarını test etmek için deneyler yapmak imkansızdı.

Görelilik teorisinin 100 yıl içinde bu kadar güçlü olduğunu kanıtlaması şaşırtıcı. Hala Einstein'ın yazdıklarını kullanıyoruz!

Clifford Will, teorik fizikçi, Florida Üniversitesi

Bilim insanları artık genel göreliliğin ötesinde fiziği araştıracak teknolojiye sahip.

Yerçekimine Yeni Bir Bakış

Genel görelilik teorisi, yerçekimini (Newton fiziğinde görüldüğü gibi) bir kuvvet olarak değil, nesnelerin kütlesinden dolayı uzay-zamanın eğriliği olarak tanımlar. Dünya, yıldızın onu çekmesi nedeniyle değil, Güneş'in uzay-zamanı deforme etmesi nedeniyle Güneş'in etrafında dönmektedir. Ağır bir bowling topunu gergin bir battaniyenin üzerine koyarsanız battaniyenin şekli değişecektir; yer çekimi uzayı da aynı şekilde etkiler.

Einstein'ın teorisi bazı çılgın keşiflerin habercisiydi. Örneğin, uzay-zamanı öyle bir büken kara deliklerin var olma ihtimali vardır ki, içinden hiçbir şey, hatta ışık bile kaçamaz. Teoriye dayanarak, bugün Evrenin genişlediği ve hızlandığı yönünde genel kabul gören görüşe dair kanıtlar bulundu.

Genel görelilik çok sayıda gözlemle doğrulanmıştır. Einstein'ın kendisi, hareketi Newton yasalarıyla tanımlanamayan Merkür'ün yörüngesini hesaplamak için genel göreliliği kullandı. Einstein, ışığı bükebilecek kadar büyük nesnelerin varlığını öngördü. Bu, gökbilimcilerin sıklıkla karşılaştığı bir kütleçekimsel merceklenme olgusudur. Örneğin, dış gezegenlerin araştırılması, gezegenin etrafında döndüğü yıldızın çekim alanı tarafından bükülen radyasyondaki ince değişikliklerin etkisine dayanır.

Einstein'ın teorisini test etmek

Dünya üzerinde yapılan deneylerin ve güneş sistemindeki gezegenlerin gözlemlerinin gösterdiği gibi, genel görelilik sıradan yerçekimi için iyi çalışır. Ancak fiziğin sınırları içinde yer alan uzaylarda aşırı güçlü alanların koşulları altında hiçbir zaman test edilmedi.

Bu koşullar altında teoriyi test etmenin en umut verici yolu, yerçekimi dalgaları adı verilen uzay-zamandaki değişiklikleri gözlemlemektir. Büyük olayların, kara delikler gibi iki büyük cismin veya özellikle yoğun nesnelerin - nötron yıldızlarının birleşmesinin bir sonucu olarak ortaya çıkarlar.

Bu büyüklükteki kozmik bir havai fişek gösterisi yalnızca uzay-zamandaki en küçük dalgalanmaları yansıtacaktır. Örneğin, eğer iki kara delik çarpışıp Galaksimizin bir yerinde birleşirse, yerçekimi dalgaları Dünya'da bir metre uzakta bulunan nesneler arasındaki mesafeyi atom çekirdeğinin çapının binde biri kadar uzatabilir ve sıkıştırabilir.

Bu tür olaylar nedeniyle uzay-zamandaki değişiklikleri kaydedebilen deneyler ortaya çıktı.

Önümüzdeki iki yıl içinde yerçekimi dalgalarını tespit etme şansımız yüksek.

Clifford Will

Richland, Washington ve Livingston, Louisiana yakınlarında gözlemevleri bulunan Lazer Girişimölçer Yerçekimi Dalgası Gözlemevi (LIGO), ikili L şeklindeki dedektörlerdeki çok küçük bozulmaları tespit etmek için bir lazer kullanıyor. Uzay-zaman dalgaları dedektörlerden geçerken uzayı gerer ve sıkıştırır, bu da dedektörün boyutlarının değişmesine neden olur. Ve LIGO bunları ölçebilir.

LIGO, 2002 yılında bir dizi lansmana başladı ancak sonuç alamadı. 2010 yılında iyileştirmeler yapıldı ve kuruluşun halefi olan Advanced LIGO'nun bu yıl yeniden faaliyete geçmesi bekleniyor. Planlanan deneylerin çoğu yerçekimi dalgalarını araştırmayı amaçlıyor.

Görelilik teorisini test etmenin bir başka yolu da kütleçekim dalgalarının özelliklerine bakmaktır. Örneğin ışığın polarize camlardan geçmesi gibi polarize olabilirler. Görelilik teorisi böyle bir etkinin özelliklerini öngörür ve hesaplamalardan herhangi bir sapma, teoriden şüphe etmek için bir neden olabilir.

Birleşik teori

Clifford Will, kütleçekim dalgalarının keşfinin yalnızca Einstein'ın teorisini güçlendireceğine inanıyor:

Doğru olduğundan emin olmak için genel göreliliğin kanıtlarını aramaya devam etmemiz gerektiğini düşünüyorum.

Bu deneylere neden ihtiyaç duyuldu?

Modern fiziğin en önemli ve anlaşılması zor görevlerinden biri, Einstein'ın araştırmalarını, yani makrokozmos bilimini ve en küçük nesnelerin gerçekliği olan kuantum mekaniğini birbirine bağlayacak bir teori arayışıdır.

Bu alandaki ilerlemeler, kuantum kütle çekimi, genel görelilikte değişiklikler gerektirebilir. Kuantum kütleçekim deneylerinin gerçekleştirilmesi imkansız olacak kadar çok enerji gerektirmesi mümkündür. "Ama kim bilir" diyor Will, "belki de kuantum evreninde önemsiz ama araştırılabilir bir etki vardır."

Albert Einstein'ın bir anda bir aydınlanma yaşadığını söylüyorlar. Bilim adamının Bern'de (İsviçre) bir tramvaya bindiği iddia edildi, sokak saatine baktı ve aniden tramvay ışık hızına çıkarsa algısına göre bu saatin duracağını ve etrafta zaman olmayacağını fark etti. Bu onu, göreliliğin temel varsayımlarından birini formüle etmeye yöneltti: farklı gözlemciler, mesafe ve zaman gibi temel nicelikler de dahil olmak üzere, gerçekliği farklı algılarlardı.

Bilimsel açıdan konuşursak, o gün Einstein herhangi bir fiziksel olayın veya olgunun tanımının şunlara bağlı olduğunu fark etti: referans sistemleri gözlemcinin bulunduğu yer. Örneğin bir tramvay yolcusu gözlüklerini düşürürse, o zaman onun için dikey olarak aşağıya düşecek ve sokakta duran bir yaya için, gözlükler düşerken tramvay hareket ettiği için gözlükler bir parabol şeklinde düşecektir. Herkesin kendine göre bir referans çerçevesi vardır.

Ancak bir referans çerçevesinden diğerine geçerken olayların tanımları değişse de değişmeyen evrensel şeyler de vardır. Gözlüklerin düşüşünü anlatmak yerine, düşmelerine neden olan doğa kanunu hakkında bir soru sorarsak, bu sorunun cevabı, sabit koordinat sistemindeki gözlemci için de, hareketli koordinat sistemindeki gözlemci için de aynı olacaktır. sistem. Dağıtılmış hareket yasası sokakta ve tramvayda eşit şekilde geçerlidir. Yani olayların tanımı gözlemciye bağlıyken doğa kanunları gözlemciye bağlı değildir, yani bilim dilinde yaygın olarak söylendiği gibi, gözlemciye bağlıdır. değişmez. Bütün mesele bu görelilik ilkesi.

Her hipotez gibi görelilik ilkesinin de gerçek doğal olaylarla ilişkilendirilerek test edilmesi gerekiyordu. Görelilik ilkesinden Einstein iki ayrı (ilişkili de olsa) teori türetmiştir. Özel veya özel görelilik teorisi sabit hızla hareket eden tüm referans sistemleri için doğa yasalarının aynı olduğu konumundan gelir. Genel görelilik teorisi bu prensibi ivmeyle hareket edenler de dahil olmak üzere herhangi bir referans çerçevesine genişletir. Özel görelilik teorisi 1905'te yayınlandı ve matematiksel açıdan daha karmaşık olan genel görelilik teorisi, 1916'da Einstein tarafından tamamlandı.

Özel görelilik teorisi

Işık hızına yakın hızlarda hareket ederken ortaya çıkan paradoksal ve mantığa aykırı etkilerin çoğu, özel görelilik teorisi tarafından tahmin edilmektedir. Bunlardan en ünlüsü saati yavaşlatma etkisi veya Zaman genişleme etkisi. Bir gözlemciye göre hareket eden bir saat, onun için, elindeki aynı saatten daha yavaş ilerler.

Gözlemciye göre ışık hızına yakın hızlarda hareket eden bir koordinat sisteminde zaman uzar, nesnelerin hareket yönü ekseni boyunca uzaysal kapsamı (uzunluğu) ise tam tersine sıkıştırılır. olarak bilinen bu etki Lorentz-Fitzgerald kasılması 1889'da İrlandalı fizikçi George Fitzgerald (1851-1901) tarafından tanımlanmış ve 1892'de Hollandalı Hendrick Lorentz (1853-1928) tarafından genişletilmiştir. Lorentz-Fitzgerald indirgemesi, Dünya'nın uzaydaki hareketinin hızını "eter rüzgarını" ölçerek belirlemeye yönelik Michelson-Morley deneyinin neden olumsuz sonuç verdiğini açıklıyor. Einstein daha sonra bu denklemleri özel görelilik teorisine dahil etti ve bunları benzer bir kütle dönüşüm formülüyle destekledi; buna göre, cismin hızı ışık hızına yaklaştıkça cismin kütlesi de artar. Böylece, 260.000 km/s'lik bir hızda (ışık hızının %87'si), hareketsiz bir referans çerçevesinde yer alan bir gözlemcinin bakış açısından nesnenin kütlesi iki katına çıkacaktır.

Einstein'ın zamanından bu yana, sağduyuya ne kadar aykırı görünse de, tüm bu tahminler tam ve doğrudan deneysel olarak doğrulanmıştır. En aydınlatıcı deneylerden birinde, Michigan Üniversitesi'ndeki bilim adamları, düzenli transatlantik uçuşlar yapan bir uçağa ultra hassas atom saatleri yerleştirdiler ve kendi havaalanına her dönüşten sonra, okumalarını kontrol saatiyle karşılaştırdılar. Uçaktaki saatin giderek kontrol saatinin gerisinde kaldığı ortaya çıktı (tabiri caizse, saniyenin kesirlerinden bahsettiğimizde). Son yarım yüzyıldan beri bilim insanları, hızlandırıcı adı verilen devasa donanım komplekslerini kullanarak temel parçacıkları inceliyorlar. Ücretli paketler içerirler atomaltı parçacıklar(protonlar ve elektronlar gibi) ışık hızına yakın hızlara hızlandırılır ve ardından çeşitli nükleer hedeflere ateşlenirler. Hızlandırıcılarda yapılan bu tür deneylerde, hızlandırılmış parçacıkların kütlesindeki artışı hesaba katmak gerekir - aksi takdirde deneyin sonuçları makul bir yoruma uygun olmayacaktır. Ve bu anlamda, özel görelilik teorisi, uzun zamandır varsayımsal teoriler kategorisinden, Newton'un mekanik yasalarıyla eşit olarak kullanıldığı uygulamalı mühendislik araçları alanına geçmiştir.

Newton yasalarına dönersek, özel görelilik teorisinin, klasik Newton mekaniğinin yasalarıyla dıştan çelişse de aslında her şeyi neredeyse tam olarak yeniden ürettiğini özellikle belirtmek isterim. sıradan denklemler Newton yasaları, ışık hızından çok daha düşük bir hızda hareket eden cisimleri tanımlamak için uygulanırsa. Yani özel görelilik teorisi Newton fiziğini iptal etmez, onu genişletir ve tamamlar.

Görelilik ilkesi aynı zamanda dünyanın yapısına ilişkin bu modelde bu kadar önemli bir rol oynayan şeyin neden başka bir hız değil de ışık hızı olduğunu anlamaya da yardımcı olur - bu, ışık hızıyla ilk kez karşılaşanların çoğunun sorduğu bir sorudur. görecelilik teorisi. Işık hızı, bir doğa bilimi yasasıyla belirlendiği için evrensel bir sabit olarak öne çıkıyor ve özel bir rol oynuyor. Görelilik ilkesi gereği ışığın boşluktaki hızı C her referans sisteminde aynıdır. Bu, sağduyuya aykırı gibi görünebilir, çünkü görünen o ki, ışık hareketli bir kaynaktan (ne kadar hızlı hareket ederse etsin) ve sabit bir kaynaktan gözlemciye aynı anda ulaşıyor. Ancak bu doğrudur.

Işık hızı, doğa yasalarındaki özel rolü nedeniyle genel görelilik teorisinde merkezi bir yer tutar.

Genel görelilik teorisi

Genel görelilik teorisi tüm referans sistemleri için geçerlidir (sadece birbirlerine göre sabit hızda hareket edenler için değil) ve matematiksel olarak özel olandan (yayınları arasındaki on bir yıllık boşluğu açıklayan) çok daha karmaşık görünmektedir. Özel bir durum olarak özel görelilik teorisini (ve dolayısıyla Newton yasalarını) içerir. Aynı zamanda genel görelilik teorisi öncekilerden çok daha ileri gidiyor. Özellikle yerçekimine yeni bir yorum getiriyor.

Genel görelilik teorisi dünyayı dört boyutlu hale getirir: Üç uzamsal boyuta zaman da eklenir. Dört boyutun tümü birbirinden ayrılamaz, dolayısıyla artık üç boyutlu dünyada olduğu gibi iki nesne arasındaki uzaysal mesafeden değil, olayların arasındaki, birbirlerine olan mesafeleri birleştiren uzay-zaman aralıklarından bahsediyoruz - her ikisi de. zamanda ve uzayda. Yani, uzay ve zaman, dört boyutlu bir uzay-zaman sürekliliği olarak kabul edilir veya basitçe, boş zaman. Bu süreklilik içinde birbirlerine göre hareket eden gözlemciler, iki olayın aynı anda mı meydana geldiği veya birinin diğerinden önce mi gerçekleştiği konusunda bile anlaşamayabilirler. Neyse ki zavallı aklımız, neden-sonuç ilişkilerini ihlal etme noktasına gelmiyor - yani genel görelilik teorisi bile, iki olayın aynı anda ve farklı şekillerde gerçekleşmediği koordinat sistemlerinin varlığına izin vermiyor. diziler.

Newton'un evrensel çekim yasası bize Evrendeki herhangi iki cisim arasında karşılıklı çekim kuvveti olduğunu söyler. Bu açıdan bakıldığında, aralarında karşılıklı çekim kuvvetleri etkili olduğundan Dünya Güneş'in etrafında dönmektedir. Ancak genel görelilik bizi bu olaya farklı bakmaya zorluyor. Bu teoriye göre yerçekimi, uzay-zamanın elastik dokusunun kütlenin etkisi altında deformasyonunun (“eğriliği”) bir sonucudur (örneğin Güneş gibi cisim ne kadar ağırsa, uzay-zaman o kadar fazla “bükülür”. ve buna bağlı olarak yerçekimi kuvveti alanı da o kadar güçlü olur). Üzerine devasa bir topun yerleştirildiği, sıkıca gerilmiş bir tuval (bir tür trambolin) hayal edin. Kanvas topun ağırlığı altında deforme olur ve çevresinde huni şeklinde bir çöküntü oluşur. Genel görelilik teorisine göre, Dünya, ağır bir topun (Güneş) uzay-zamanı "itmesi" sonucu oluşan bir huninin konisi etrafında dönmek üzere fırlatılan küçük bir top gibi Güneş'in etrafında döner. Ve bize yerçekimi kuvveti gibi görünen şey aslında uzay-zamanın eğriliğinin tamamen dışsal bir tezahürüdür ve Newton'un anlayışına göre kesinlikle bir kuvvet değildir. Bugüne kadar yerçekiminin doğası hakkında genel görelilik teorisinin bize sunduğundan daha iyi bir açıklama yoktur.

Genel göreliliği test etmek zordur çünkü normal laboratuvar koşullarında sonuçları Newton'un yerçekimi yasasının öngördüğü sonuçlarla neredeyse tamamen aynıdır. Bununla birlikte, birkaç önemli deney gerçekleştirildi ve bunların sonuçları, teorinin doğrulandığını düşünmemize izin veriyor. Ek olarak, genel görelilik, Merkür'ün sabit bir yörüngeden klasik Newton mekaniği açısından açıklanamayan küçük sapmaları veya Merkür'ün eğriliği gibi uzayda gözlemlediğimiz olguları açıklamaya yardımcı olur. Elektromanyetik radyasyon Güneş'in yakınından geçerken uzak yıldızlar.

Aslında, genel göreliliğin öngördüğü sonuçlar, yalnızca süper güçlü kütleçekim alanlarının varlığında Newton yasalarının öngördüğü sonuçlardan önemli ölçüde farklıdır. Bu, genel görelilik teorisini tam olarak test etmek için ya çok büyük nesnelerin ya da alışılagelmiş sezgisel fikirlerimizin hiçbirinin uygulanamayacağı kara deliklerin ultra hassas ölçümlerine ihtiyacımız olduğu anlamına gelir. Dolayısıyla görelilik teorisini test etmek için yeni deneysel yöntemlerin geliştirilmesi, araştırmaların en önemlilerinden biri olmaya devam ediyor. en önemli görevler deneysel fizik.

GTO ve RTG: bazı vurgular

1. Sayısız kitapta - monografiler, ders kitapları ve popüler bilim yayınlarının yanı sıra çeşitli makalelerde - okuyucular, genel görelilik teorisine (GTR) yapılan atıfları yüzyılımızın en büyük başarılarından biri, harika bir başarı olarak görmeye alışkındır. Teori, modern fizik ve astronominin vazgeçilmez bir aracıdır. Bu arada A. A. Logunov'un makalesinden, GTR'nin terk edilmesi gerektiğini, kötü, tutarsız ve çelişkili olduğunu düşünüyorlar. Bu nedenle, GTR'nin başka bir teoriyle ve özellikle A. A. Logunov ve işbirlikçileri tarafından oluşturulan göreceli yerçekimi teorisiyle (RTG) değiştirilmesi gerekiyor.

70 yılı aşkın süredir var olan ve üzerinde çalışılan GTR değerlendirmesinde birçok kişinin yanıldığı ve A. A. Logunov liderliğindeki yalnızca birkaç kişinin GTR'nin gerçekten atılması gerektiğini gerçekten anladığı böyle bir durum mümkün müdür? Çoğu okuyucu muhtemelen şu cevabı bekliyor: Bu imkansız. Aslında ancak tam tersi şekilde cevap verebilirim: “Bu” prensipte mümkündür, çünkü dinden değil bilimden bahsediyoruz.

Çeşitli din ve mezheplerin kurucuları ve peygamberleri, içeriklerinin nihai hakikat olduğu ilan edilen kendi “kutsal kitaplarını” yaratmış ve yaratmaya devam etmektedir. Birisi şüphe ederse, bu onun için daha da kötü olur, bunun sonucunda ortaya çıkan sonuçlarla birlikte kafir olur, hatta çoğu zaman kanlı olur. Hiç düşünmemek, kilise liderlerinden birinin iyi bilinen formülünü takip ederek inanmak daha iyidir: "İnanıyorum çünkü bu saçma." Bilimsel dünya görüşü temelde bunun tersidir: Hiçbir şeyi olduğu gibi kabul etmemeyi talep eder, kişinin her şeyden şüphe etmesine izin verir ve dogmaları tanımaz. Yeni gerçeklerin ve düşüncelerin etkisi altında, bakış açınızı değiştirmek, kusurlu bir teoriyi daha mükemmel bir teoriyle değiştirmek veya örneğin eski bir teoriyi bir şekilde genelleştirmek yalnızca mümkün değil, aynı zamanda haklıysa gereklidir. Bireyler açısından da durum benzerdir. Dini doktrinlerin kurucuları yanılmaz kabul edilir ve örneğin Katolikler arasında yaşayan bir kişi bile - "hüküm süren" Papa - yanılmaz ilan edilir. Bilim yanılmaz insan tanımaz. Fizikçilerin (açıklık sağlamak için fizikçiler hakkında konuşacağım) mesleklerinin büyük temsilcilerine, özellikle de Isaac Newton ve Albert Einstein gibi devlere duydukları büyük, hatta bazen istisnai saygının, azizlerin aziz sayılmasıyla hiçbir ilgisi yoktur. tanrılaştırma. Ve büyük fizikçiler de insandır ve tüm insanların zayıf yönleri vardır. Burada sadece bizi ilgilendiren bilim hakkında konuşursak, o zaman en büyük fizikçiler her zaman her konuda haklı değillerdir; onlara saygı ve onların değerlerinin tanınması yanılmazlığa değil, bilimi dikkate değer başarılarla zenginleştirmeyi başardıkları gerçeğine dayanmaktadır. çağdaşlarından daha ileriyi ve daha derini görebilmek.

2. Şimdi temel fiziksel teorilerin gereklilikleri üzerinde durmak gerekiyor. Öncelikle böyle bir teorinin uygulanabilirliği açısından eksiksiz olması veya kısaca söyleyeceğim gibi tutarlı olması gerekir. İkincisi, fiziksel teori fiziksel gerçekliğe uygun olmalı veya daha basit bir ifadeyle deney ve gözlemlerle tutarlı olmalıdır. Başta matematik yasalarına ve kurallarına uymak olmak üzere başka gerekliliklerden de bahsedilebilir, ancak bunların hepsi ima edilmektedir.

Söylenenleri klasik, göreli olmayan mekanik örneğini kullanarak açıklayalım - bazı "nokta" parçacıklarının hareketi ile ilgili prensipte en basit probleme uygulanan Newton mekaniği. Bilindiği gibi böyle bir parçacığın gök mekaniği problemlerindeki rolü, bir gezegenin tamamı veya onun uydusu tarafından oynanabilir. Şimdilik izin ver t 0 parçacık bir noktada A koordinatlarla xiA(t 0) ve v hızına sahiptir iA(t 0) (Burada Ben= l, 2, 3, çünkü uzaydaki bir noktanın konumu üç koordinatla tanımlanır ve hız bir vektördür). O halde, parçacığa etki eden tüm kuvvetler biliniyorsa, mekanik yasaları konumu belirlememize izin verir. B ve parçacık hızı v Ben daha sonraki herhangi bir zamanda T yani iyi tanımlanmış değerleri bulun xiB(T) ve v iB(T). Kullanılan mekanik yasaları kesin bir cevap vermeseydi ve örneğin bizim örneğimizde parçacığın o anda T herhangi bir noktada bulunabilir B veya tamamen farklı bir noktada C? Böyle bir klasik (kuantum dışı) teorinin eksik olacağı veya sözü geçen terminolojiye göre tutarsız olacağı açıktır. Ya tamamlanarak belirsizliğe yer vermeyecek şekilde eklenmesi ya da tamamen atılması gerekir. Newton'un mekaniği, belirtildiği gibi tutarlıdır; kendi yeterlilik ve uygulanabilirlik alanındaki sorulara açık ve iyi tanımlanmış yanıtlar verir. Newton mekaniği ayrıca bahsedilen ikinci gereksinimi de karşılar - buna dayanarak elde edilen sonuçlar (ve özellikle koordinat değerleri). x ben(T) ve hız v Ben (T)) gözlem ve deneylerle tutarlıdır. İşte bu nedenle tüm gök mekaniği - gezegenlerin ve uydularının hareketinin tanımı - şimdilik tamamen ve tam bir başarıyla Newton mekaniğine dayanıyordu.

3. Ancak 1859'da Le Verrier, Güneş'e en yakın gezegen olan Merkür'ün hareketinin Newton mekaniğinin öngördüğünden biraz farklı olduğunu keşfetti. Spesifik olarak, gezegenin eliptik yörüngesinin Güneş'e en yakın noktası olan günberi noktasının, diğer gezegenlerden gelen tüm bilinen rahatsızlıklar dikkate alındığında beklenenden farklı olarak, yüzyılda 43 yay saniyelik bir açısal hızla döndüğü ortaya çıktı. onların uyduları. Daha önce Le Verrier ve Adams, o dönemde Güneş'e en uzak gezegen olan Uranüs'ün hareketini analiz ederken esasen benzer bir durumla karşılaşmışlardı. Hesaplamalar ve gözlemler arasındaki tutarsızlık için Uranüs'ün hareketinin Neptün adı verilen daha uzak bir gezegenden etkilendiğini öne süren bir açıklama buldular. 1846'da Neptün aslında tahmin edilen konumunda keşfedildi ve bu olay haklı olarak Newton mekaniğinin bir zaferi olarak değerlendiriliyor. Oldukça doğal olarak Le Verrier, Merkür'ün hareketindeki bahsedilen anormalliği, hala bilinmeyen bir gezegenin - bu durumda, Güneş'e daha da yaklaşan belirli bir Vulcan gezegeninin - varlığıyla açıklamaya çalıştı. Ancak ikinci kez "hile başarısız oldu" - Vulkan diye bir şey yok. Daha sonra, Güneş-gezegen sistemine uygulandığında yerçekimi kuvvetinin yasaya göre değiştiğini söyleyen Newton'un evrensel çekim yasasını değiştirmeye çalışmaya başladılar.

burada ε küçük bir değerdir. Bu arada, günümüzde astronominin bazı belirsiz sorularını açıklamak için benzer bir teknik kullanılıyor (başarısız olsa da) (gizli kütle probleminden bahsediyoruz; örneğin yazarın "Fizik ve Astrofizik Üzerine" adlı kitabına bakınız). aşağıda, s. 148). Ancak bir hipotezin teoriye dönüşmesi için bazı ilkelerden yola çıkmak, ε parametresinin değerini belirtmek ve tutarlı bir teorik şema oluşturmak gerekir. Kimse başarılı olamadı ve Merkür'ün günberisinin dönüşü sorunu 1915'e kadar cevapsız kaldı. İşte o zaman, Birinci Dünya Savaşı'nın ortasında, çok az kişinin soyut fizik ve astronomi problemleriyle ilgilendiği bir dönemde, Einstein (yaklaşık 8 yıllık yoğun bir çabanın ardından) genel görelilik teorisinin oluşturulmasını tamamladı. GTR'nin temelini oluşturmanın bu son aşaması, Kasım 1915'te bildirilen ve yazılan üç kısa makalede ele alındı. Bunlardan ikincisinde, 11 Kasım'da bildirilen Einstein, genel göreliliğe dayanarak, Merkür'ün günberisinin Newton'a kıyasla ek dönüşünü hesapladı ve bunun eşit olduğu ortaya çıktı (gezegenin etrafındaki devrimi başına radyan cinsinden). Güneş)

Ve C= 3·10 10 cm s –1 – ışık hızı. Son ifadeye (1) geçerken Kepler'in üçüncü yasası kullanıldı.

A 3 =	GM ☼	T 2
	4π 2

Nerede T– gezegenin devrim dönemi. Tüm miktarların şu anda bilinen en iyi değerlerini formül (1)'e koyarsak ve ayrıca devir başına radyandan, yüzyılda yay saniye cinsinden dönüşe (işaret ″) temel bir dönüşüm yaparsak, o zaman Ψ = 42 değerine ulaşırız. ″.98 / yüzyıl. Gözlemler, şu anda elde edilen yaklaşık ± 0″.1/yüzyıllık doğrulukla bu sonuçla uyumludur (Einstein ilk çalışmasında daha az doğru veriler kullanmıştır, ancak hata sınırları dahilinde teori ve gözlemler arasında tam bir uyum elde etmiştir). Formül (1) ilk olarak, Genel Görelilik'teki birçok durum da dahil olmak üzere matematiksel açıdan karmaşık fiziksel teorilerde sıklıkla bulunmayan basitliğini açıklığa kavuşturmak için yukarıda verilmiştir. İkinci olarak ve asıl mesele de budur, (1)'den günberi rotasyonunun herhangi bir yeni bilinmeyen sabit veya parametre gerektirmeden genel görelilikten kaynaklandığı açıktır. Dolayısıyla Einstein'ın elde ettiği sonuç genel göreliliğin gerçek bir zaferi haline geldi.

Einstein'ın tanıdığım en iyi biyografisinde, Merkür'ün günberi noktasındaki dönüşünün açıklamasının "Einstein'ın tüm bilimsel yaşamındaki ve belki de tüm yaşamı boyunca en güçlü duygusal olay" olduğu görüşü ifade edilmiş ve gerekçelendirilmiştir. Evet öyleydi " en güzel saat» Einstein. Ama sadece kendisi için. GR'nin kendisi için, hem bu teorinin hem de yaratıcısının dünya sahnesine çıkması için birçok nedenden dolayı (savaştan bahsetmek yeterli), “en güzel saat” 4 yıl sonra, 1919'da meydana gelen başka bir olaydı. Gerçek şu ki Formül (1)'in elde edildiği aynı çalışmada Einstein'ın önemli bir tahminde bulunduğunu: Güneş'in yakınından geçen ışık ışınlarının bükülmesi ve sapmalarının şu şekilde olması gerekir:

α = 4GM ☼ = 1″.75 R ☼ , C 2 R R

(2)

Nerede Rışın ile Güneş'in merkezi arasındaki en yakın mesafedir ve R☼ = 6,96·10 10 cm – Güneş'in yarıçapı (daha doğrusu, güneş fotosferinin yarıçapı); dolayısıyla gözlemlenebilecek maksimum sapma 1,75 yay saniyesidir. Böyle bir açı ne kadar küçük olursa olsun (yaklaşık olarak bu açıda bir yetişkin 200 km mesafeden görülebilir), o zamanlar gökyüzünde Güneş'e yakın yıldızların fotoğraflanmasıyla optik yöntemle ölçülebilirdi. 29 Mayıs 1919'daki tam güneş tutulması sırasında iki İngiliz keşif gezisi tarafından yapılan gözlemler bunlardı. Güneş alanındaki ışınların saptırılmasının etkisi kesin olarak tespit edilmiştir ve formül (2) ile uyumludur, ancak etkinin küçüklüğü nedeniyle ölçümlerin doğruluğu düşük olmuştur. Ancak (2)'ye göre yarısı kadar büyük bir sapma, yani 0″.87 hariç tutulmuştur. İkincisi çok önemlidir, çünkü sapma 0″.87'dir (ile R = R☼) Newton'un teorisinden zaten elde edilebilir (yerçekimi alanında ışığın sapması olasılığı Newton tarafından not edildi ve formül (2)'ye göre yarısı kadar olan sapma açısı ifadesi 1801'de elde edildi; başka bir şey de bu tahminin unutulduğunu ve Einstein'ın bundan haberi olmadığını). 6 Kasım 1919'da, keşiflerin sonuçları Londra'da Kraliyet Cemiyeti ve Kraliyet Astronomi Cemiyeti'nin ortak toplantısında bildirildi. Nasıl bir izlenim bıraktıkları, başkan J. J. Thomson'ın bu toplantıda söylediklerinden açıkça anlaşılıyor: “Bu, Newton'dan bu yana yerçekimi teorisiyle bağlantılı olarak elde edilen en önemli sonuçtur… İnsan düşüncesinin en büyük başarılarından birini temsil eder. .”

Gördüğümüz gibi genel göreliliğin güneş sistemindeki etkileri çok küçüktür. Bu, Güneş'in çekim alanının (gezegenlerden bahsetmiyorum bile) zayıf olmasıyla açıklanmaktadır. İkincisi, Güneş'in Newton yerçekimi potansiyelinin olduğu anlamına gelir.

Şimdi okuldaki fizik dersinden bilinen sonucu hatırlayalım: gezegenlerin dairesel yörüngeleri için |φ ☼ | = v 2, burada v gezegenin hızıdır. Bu nedenle, yerçekimi alanının zayıflığı daha görsel bir parametre olan v 2 / ile karakterize edilebilir. C 2, Güneş sistemi için gördüğümüz gibi 2,12·10 – 6 değerini aşmaz. Dünya yörüngesinde v = 3 10 6 cm s – 1 ve v 2 / C 2 = 10 – 8, Dünya'nın yakın uyduları için v ~ 8 10 5 cm s – 1 ve v 2 / C 2 ~ 7 ·10 – 10 . Sonuç olarak, genel göreliliğin bahsedilen etkilerinin şu anda elde edilen %0,1'lik doğrulukla, yani ölçülen değerin 10 – 3'ünü aşmayan bir hatayla (örneğin ışık ışınlarının Güneş alanında sapması) bile test edilmesi, henüz genel göreliliği, düzen terimlerinin doğruluğuyla kapsamlı bir şekilde test etmemize izin vermiyor

Örneğin Güneş Sistemi içindeki ışınların sapmasını gerekli doğrulukla ölçmeyi ancak hayal edebiliriz. Ancak ilgili deneylere yönelik projeler halihazırda tartışılmaktadır. Yukarıdakilerle bağlantılı olarak fizikçiler, genel göreliliğin esas olarak yalnızca zayıf bir çekim alanı için test edildiğini söylüyorlar. Ama biz (her halükarda ben) uzun zamandır bir şekilde önemli bir durumu fark etmedik bile. Uzay navigasyonu, 4 Ekim 1957'de ilk Dünya uydusunun fırlatılmasından sonra hızla gelişmeye başladı. Mars ve Venüs'e iniş araçları için, Phobos vb. yakınında uçarken, genel göreliliğin etkileri oldukça önemli olduğunda, metrelere kadar hassasiyetle hesaplamalar yapılması gerekir (Dünya'dan yüz milyar metre civarında mesafelerde). Bu nedenle hesaplamalar artık genel göreliliği organik olarak hesaba katan hesaplama şemaları temelinde gerçekleştiriliyor. Birkaç yıl önce, uzay navigasyonu uzmanı olan bir konuşmacının, genel görelilik testinin doğruluğu hakkındaki sorularımı bile anlamadığını hatırlıyorum. Cevap verdi: Mühendislik hesaplamalarımızda genel göreliliği hesaba katıyoruz, başka türlü çalışamayız, her şey doğru çıkıyor, daha ne isteyebilirsiniz ki? Elbette çok şey dileyebilirsiniz ancak GTR'nin artık soyut bir teori olmadığını, "mühendislik hesaplamalarında" kullanıldığını unutmamalısınız.

4. Yukarıdakilerin tümü ışığında, A. A. Logunov'un GTR'ye yönelik eleştirisi özellikle şaşırtıcı görünüyor. Ancak yazının başında da söylediğimiz gibi bu eleştiriyi analiz etmeden reddetmek mümkün değil. Daha da büyük ölçüde, ayrıntılı bir analiz olmadan A. A. Logunov tarafından önerilen RTG - göreceli yerçekimi teorisi hakkında bir yargıya varmak imkansızdır.

Popüler bilim yayınlarının sayfalarında böyle bir analizin yapılması ne yazık ki tamamen imkansızdır. A. A. Logunov makalesinde aslında yalnızca kendi konumunu beyan ediyor ve yorumluyor. Burada da başka bir şey yapamam.

Bu nedenle, GTR'nin tutarlı bir fiziksel teori olduğuna inanıyoruz - uygulanabilirliği alanında izin verilen tüm doğru ve açıkça sorulan sorulara, GTR kesin bir cevap verir (ikincisi özellikle sinyallerin gecikme süresi için geçerlidir) gezegenleri bulurken). Genel görelilik veya matematiksel veya mantıksal nitelikteki herhangi bir kusurdan muzdarip değildir. Ancak yukarıda “biz” zamiri kullanıldığında ne kastedildiğini açıklamak gerekir. "Biz" elbette bendim, ama aynı zamanda genel göreliliği ve bazı durumlarda A. A. Logunov'un eleştirisini tartışmak zorunda kaldığım tüm Sovyet ve yabancı fizikçiler. Büyük Galileo dört asır önce şöyle demişti: Bilim meselelerinde bir kişinin görüşü bin kişinin görüşünden daha değerlidir. Bir başka deyişle bilimsel uyuşmazlıklar oy çokluğuyla karara bağlanmıyor. Ancak öte yandan, pek çok fizikçinin görüşünün, genel olarak konuşursak, bir fizikçinin görüşünden çok daha ikna edici, daha doğrusu daha güvenilir ve daha ağır olduğu oldukça açıktır. Dolayısıyla burada “ben”den “biz”e geçiş önemlidir.

Birkaç yorum daha yapmak faydalı ve yerinde olur umarım.

A. A. Logunov neden GTR'yi bu kadar sevmiyor? Bunun temel nedeni, genel görelilik kuramında elektrodinamikten bildiğimiz biçimde bir enerji ve momentum kavramının bulunmaması ve onun deyimiyle “kütleçekim alanını Faraday-Maxwell tipi klasik bir alan olarak temsil etmenin” reddedilmesidir. iyi tanımlanmış bir enerji-momentum yoğunluğuna sahip olan". Evet, ikincisi bir bakıma doğrudur, ancak şu gerçeğiyle açıklanmaktadır: "Riemann geometrisinde, genel durumda, kaymalar ve dönmeler açısından gerekli bir simetri yoktur, yani... grup yoktur." uzay-zamanın hareketi.” Genel göreliliğe göre uzay-zamanın geometrisi Riemann geometrisidir. Özellikle ışık ışınlarının Güneş'in yakınından geçerken düz bir çizgiden sapmasının nedeni budur.

Geçen yüzyılın matematiğin en büyük başarılarından biri, Lobaçevski, Bolyai, Gauss, Riemann ve onların takipçileri tarafından Öklid dışı geometrinin yaratılması ve geliştirilmesiydi. Sonra şu soru ortaya çıktı: İçinde yaşadığımız fiziksel uzay-zamanın geometrisi aslında nedir? Belirtildiği gibi, GTR'ye göre bu geometri Öklid dışı, Riemann'dır ve Minkowski'nin sözde Öklid geometrisi değildir (bu geometri, A. A. Logunov'un makalesinde daha ayrıntılı olarak açıklanmaktadır). Bu Minkowski geometrisinin özel görelilik teorisinin (STR) bir ürünü olduğu ve Newton'un mutlak zaman ve mutlak uzayının yerini aldığı söylenebilir. 1905'te SRT'nin yaratılmasından hemen önce, ikincisini hareketsiz Lorentz eteriyle özdeşleştirmeye çalıştılar. Ancak Lorentz eteri, kesinlikle hareketsiz bir mekanik ortam olarak terk edildi çünkü bu ortamın varlığını fark etmeye yönelik tüm girişimler başarısız oldu (Michelson deneyini ve diğer bazı deneyleri kastediyorum). A. A. Logunov'un temel olarak kabul ettiği, fiziksel uzay-zamanın mutlaka tam olarak Minkowski uzayı olduğu hipotezi çok geniş kapsamlıdır. Bir anlamda mutlak uzay ve mekanik eter hakkındaki hipotezlere benzer ve bize göründüğü gibi, gözlemlere ve deneylere dayanan herhangi bir argüman onun lehine gösterilinceye kadar tamamen temelsiz kalır ve kalacaktır. Ve bu tür argümanlar en azından şu anda tamamen yok. Geçen yüzyılın dikkat çekici fizikçileri Faraday ve Maxwell'in elektrodinamik ve idealleriyle olan analojisine yapılan atıfların bu bakımdan ikna edici bir yanı yok.

5. Elektromanyetik alan ve dolayısıyla elektrodinamik ile yerçekimi alanı arasındaki farktan bahsedersek (GR tam olarak böyle bir alanın teorisidir), o zaman aşağıdakilere dikkat edilmelidir. Bir referans sistemi seçerek, elektromanyetik alanın tamamını lokal olarak (küçük bir alanda) bile yok etmek (sıfıra indirmek) imkansızdır. Bu nedenle elektromanyetik alanın enerji yoğunluğu

W =	e 2 + H 2
	8π

(e Ve H- sırasıyla elektrik ve manyetik alanların gücü) bazı referans sistemlerinde sıfırdan farklıysa, bu durumda diğer herhangi bir referans sisteminde sıfırdan farklı olacaktır. Kabaca konuşursak, yerçekimi alanı çok daha güçlü bir şekilde referans sisteminin seçimine bağlıdır. Böylece düzgün ve sabit bir çekim alanı (yani ivmeye neden olan bir çekim alanı) oluşur. G Koordinatlardan ve zamandan bağımsız olarak içine yerleştirilen parçacıklar), eşit şekilde hızlandırılmış bir referans çerçevesine geçişle tamamen "yok edilebilir" (sıfıra indirilebilir). Bu ana durum fiziksel içerik"Eşdeğerlik ilkesi" ilk kez Einstein tarafından 1907'de yayımlanan bir makalede fark edilmiş ve Genel Göreliliği yaratan ilk kişi olmuştur.

Yerçekimi alanı yoksa (özellikle neden olduğu ivme) G sıfıra eşitse), o zaman buna karşılık gelen enerjinin yoğunluğu da sıfıra eşittir. Buradan enerji (ve momentum) yoğunluğu sorununda yerçekimi alanı teorisinin elektromanyetik alan teorisinden kökten farklı olması gerektiği açıktır. Bu ifade, genel durumda yerçekimi alanının referans çerçevesi seçimiyle "yok edilemeyeceği" gerçeğinden dolayı değişmez.

Einstein bunu, Genel Göreliliğin yaratımını tamamladığı 1915'ten önce bile anlamıştı. Böylece, 1911'de şunları yazdı: "Tabii ki, herhangi bir yerçekimi alanını, yerçekimi alanı olmayan bir sistemin hareket durumuyla değiştirmek imkansızdır, tıpkı keyfi olarak hareket eden bir ortamın tüm noktalarını bir sabit konum boyunca hareketsiz hale getirmek imkansız olduğu gibi. göreceli dönüşüm. İşte 1914 tarihli bir yazıdan alıntı: “Önce, ortaya çıkan yanlış anlaşılmayı ortadan kaldırmak için bir açıklama daha yapalım. Her zamanki destekçisi modern teori görelilik (STR - V.L.G.'den bahsediyoruz) belirli bir hakla maddi bir noktanın hızını “görünür” olarak adlandırır. Yani, söz konusu anda maddi noktanın hızı sıfıra eşit olacak şekilde bir referans sistemi seçebilir. Farklı hızlara sahip maddi noktaların oluşturduğu bir sistem varsa, o zaman artık böyle bir referans sistemi getiremez, böylece tüm maddi noktaların bu sisteme göre hızları sıfır olur. Benzer şekilde, bizim bakış açımızı benimseyen bir fizikçi, çekim alanını "görünen" olarak adlandırabilir, çünkü referans çerçevesinin ivmesinin uygun şekilde seçilmesiyle, uzay-zamanda belirli bir noktada çekim alanının sıfır olmasını sağlayabilir. Ancak, genel durumda, yerçekimi alanının bir dönüşüm yoluyla yok edilmesinin, genişletilmiş yerçekimi alanları için sağlanamayacağı dikkat çekicidir. Örneğin Dünya'nın çekim alanı yapılamaz. sıfıra eşit uygun bir referans çerçevesi seçerek.” Sonunda, 1916'da, genel görelilik eleştirisine yanıt veren Einstein, aynı şeyi bir kez daha vurguladı: "Kütleçekim alanının herhangi bir ölçüde salt kinematik olarak açıklandığını iddia etmek hiçbir şekilde mümkün değildir:" kinematik, dinamik olmayan bir anlayış. yer çekimi” imkansızdır. Bir Galile koordinat sistemini diğerine göre basitçe hızlandırarak herhangi bir yerçekimi alanı elde edemeyiz, çünkü bu şekilde yalnızca belirli bir yapıya sahip alanlar elde etmek mümkündür, ancak bu alanların diğer tüm yerçekimi alanlarıyla aynı yasalara uyması gerekir. Bu, eşdeğerlik ilkesinin başka bir formülasyonudur (özellikle bu ilkeyi yerçekimine uygulamak için)."

Kütle çekiminin "kinematik olarak anlaşılması"nın imkansızlığı, eşdeğerlik ilkesiyle birleştiğinde, genel görelilikte Minkowski'nin sözde Öklid geometrisinden Riemann geometrisine geçişi belirler (bu geometride, uzay-zaman, genel olarak konuşursak, sıfırdan farklı bir değere sahiptir). Eğrilik; böyle bir eğriliğin varlığı, "gerçek" yerçekimi alanını "kinematik" alandan ayıran şeydir. Kütleçekim alanının fiziksel özellikleri, tekrarlayalım, genel görelilikte enerjinin ve momentumun rolünde elektrodinamikle karşılaştırıldığında köklü bir değişikliği belirler. Aynı zamanda, hem Riemann geometrisinin kullanılması hem de elektrodinamiğe aşina olan enerji kavramlarının uygulanamaması, yukarıda daha önce vurgulandığı gibi, GTR'den gözlemlenebilir tüm miktarlar için oldukça kesin değerleri takip ettiği ve hesaplanabildiği gerçeğini engellemez. (ışık ışınlarının sapma açısı, gezegenler ve çift pulsarlar için yörünge elemanlarındaki değişiklikler, vb.).

Genel göreliliğin, enerji-moment yoğunluğu kavramı kullanılarak elektrodinamikten bilinen bir biçimde de formüle edilebileceği gerçeğini belirtmek muhtemelen yararlı olacaktır (bunun için Ya. B. Zeldovich ve L. P. Grishchuk tarafından alıntılanan makaleye bakın. Ancak, Bu durumda Minkowski uzayı tamamen hayalidir (gözlemlenemez) ve biz sadece standart olmayan bir biçimde yazılmış aynı genel görelilikten bahsediyoruz.Bu arada şunu tekrarlayalım, A. A. Logunov Minkowski uzayının kullanıldığını düşünüyor Onun tarafından göreli yerçekimi teorisinde (RTG) gerçek fiziksel ve dolayısıyla gözlemlenebilir uzay olduğu ortaya çıktı.

6. Bu bağlamda, bu makalenin başlığında yer alan sorulardan ikincisi özellikle önemlidir: GTR fiziksel gerçekliğe karşılık geliyor mu? Başka bir deyişle, herhangi bir fiziksel teorinin kaderini belirleyen en yüksek yargıç deneyim ne diyor? Bu soruna, yani genel göreliliğin deneysel olarak doğrulanmasına çok sayıda makale ve kitap ayrılmıştır. Sonuç oldukça kesindir; mevcut tüm deneysel veya gözlemsel veriler ya genel göreliliği doğrular ya da onunla çelişmez. Ancak daha önce de belirttiğimiz gibi, genel göreliliğin doğrulanması gerçekleştirildi ve esas olarak yalnızca zayıf bir kütleçekim alanında gerçekleşti. Ayrıca her deneyin doğruluğu sınırlıdır. Güçlü yerçekimi alanlarında (kabaca konuşursak, |φ| / oranının olduğu durumda) C 2 yeterli değil; yukarıya bakınız) Genel Görelilik henüz yeterince doğrulanmamıştır. Bu amaçla artık yalnızca çok uzak uzaya ilişkin astronomik yöntemlerin pratik olarak kullanılması mümkün: çalışma nötron yıldızları, çift pulsarlar, "kara delikler", Evrenin genişlemesi ve yapısı, dedikleri gibi, "büyük" - milyonlarca ve milyarlarca ışıkyılı olarak ölçülen geniş alanlarda. Bu yönde zaten çok şey yapıldı ve yapılıyor. Çift pulsar PSR 1913+16 ile ilgili çalışmalardan bahsetmek yeterlidir; bunun için (genel olarak nötron yıldızları için olduğu gibi) |φ| parametresi kullanılır. / C 2 zaten yaklaşık 0,1'dir. Ek olarak, bu durumda sıra etkisini (v / C) 5 yer çekimi dalgalarının yayılmasıyla ilişkilidir. Önümüzdeki yıllarda güçlü kütleçekimsel alanlardaki süreçleri incelemek için daha da fazla fırsat ortaya çıkacak.

Bu nefes kesici araştırmadaki yol gösterici yıldız öncelikle genel göreliliktir. Aynı zamanda, doğal olarak, başka olasılıklar da tartışılıyor - bazen dedikleri gibi, alternatif yerçekimi teorileri. Örneğin genel görelilik kuramında, Newton'un evrensel çekim teorisinde olduğu gibi, çekim sabiti G aslında sabit bir değer olarak kabul edilir. Genel Görelilik'i genelleştiren (veya daha doğrusu genişleten) en ünlü yerçekimi teorilerinden biri, yerçekimi "sabitinin" yeni bir skaler fonksiyon - koordinatlara ve zamana bağlı bir miktar olarak kabul edildiği bir teoridir. Ancak gözlemler ve ölçümler, olası göreceli değişikliklerin olduğunu göstermektedir. G zamanla, çok küçük - görünüşe göre yılda yüz milyarı geçmeyecek, yani | dG / dt| / G < 10 – 11 год – 1 . Но когда-то в прошлом изменения G bir rol oynayabilir. Tutarsızlık sorunu ne olursa olsun bile G yerçekimi alanına ek olarak gerçek uzay-zamanda varoluş varsayımı peki Ayrıca bazı skaler alan ψ, modern fizik ve kozmolojideki ana yöndür. Diğer alternatif yerçekimi teorilerinde (bunlar hakkında yukarıda 8. notta bahsedilen K. Will'in kitabına bakınız), GTR değiştirilir veya farklı bir şekilde genelleştirilir. Elbette ilgili analize itiraz edilemez çünkü GTR bir dogma değil, fiziksel bir teoridir. Üstelik kuantum dışı bir teori olan Genel Görelilik'in, bilinen kütleçekim deneyleriyle henüz erişilemeyen kuantum bölgesine genelleştirilmesinin açıkça gerekli olduğunu biliyoruz. Doğal olarak tüm bunları burada bize daha fazla anlatamazsınız.

7. A. A. Logunov, GTR eleştirisinden başlayarak, 10 yılı aşkın süredir GTR'den farklı olarak alternatif bir yerçekimi teorisi inşa ediyor. Aynı zamanda, çalışma sırasında çok şey değişti ve teorinin artık kabul edilen versiyonu (bu RTG'dir), yaklaşık 150 sayfalık ve yalnızca 700'e yakın numaralı formül içeren bir makalede özellikle ayrıntılı olarak sunulmaktadır. Açıkçası, RTG'nin ayrıntılı bir analizi yalnızca bilimsel dergilerin sayfalarında mümkündür. Ancak böyle bir analizden sonra RTG'nin tutarlı olup olmadığını, matematiksel çelişkiler içerip içermediğini vb. söylemek mümkün olacaktır. Anlayabildiğim kadarıyla RTG, GTR çözümlerinin yalnızca bir kısmının seçiminde GTR'den farklı - hepsi RTG diferansiyel denklemlerinin çözümleri GTR denklemlerini karşılar, ancak RTG yazarları bunun tersini söylemez. Aynı zamanda, küresel sorunlarla ilgili olarak (uzay-zamanın tamamı veya geniş bölgeleri için çözümler, topoloji vb.) RTG ve GTR arasındaki farkların genel olarak radikal olduğu sonucuna varılıyor. Güneş Sistemi'nde yapılan tüm deney ve gözlemlere gelince, anladığım kadarıyla RTG, Genel Görelilik ile çelişemez. Eğer durum böyleyse Güneş Sistemi'nde bilinen deneylere dayanarak RTG'yi (GTR'ye kıyasla) tercih etmek mümkün değildir. "Kara delikler" ve Evren konusunda, RTG'nin yazarları kendi sonuçlarının Genel Göreliliğin sonuçlarından önemli ölçüde farklı olduğunu iddia ediyorlar, ancak RTG'nin lehine tanıklık eden herhangi bir spesifik gözlemsel verinin farkında değiliz. Böyle bir durumda, A. A. Logunov'un RTG'si (RTG, yalnızca sunum ve olası koordinat koşulları sınıflarından birinin seçimi açısından değil, özünde GTR'den gerçekten farklıysa; Ya. B. Zeldovich'in makalesine bakın ve L. P. Grishchuk), prensip olarak kabul edilebilir alternatif yerçekimi teorilerinden yalnızca biri olarak düşünülebilir.

Bazı okuyucular “eğer öyleyse”, “eğer RTG gerçekten GTR'den farklıysa” gibi ifadelere karşı dikkatli olabilirler. Bu şekilde kendimi hatalardan korumaya mı çalışıyorum? Hayır, hatasızlığın tek garantisinin olduğuna inandığım için hata yapmaktan korkmuyorum; hiç çalışmamak ve bu durumda bilimsel konuları tartışmamak. Başka bir şey de bilime saygının, bilimin karakterine ve tarihine aşinalığın dikkatli olmayı teşvik etmesidir. Kategorik ifadeler her zaman gerçek bir netliğin varlığını göstermez ve genel olarak gerçeğin ortaya çıkarılmasına katkıda bulunmaz. A. A. Logunov'un modern haliyle RTG'si oldukça yakın zamanda formüle edildi ve bilimsel literatürde henüz ayrıntılı olarak tartışılmadı. Dolayısıyla bu konuda doğal olarak nihai bir fikrim yok. Ayrıca popüler bir bilim dergisinde yeni ortaya çıkan bazı konuları tartışmak imkansızdır ve hatta uygunsuzdur. Aynı zamanda, elbette, okuyucuların yerçekimi teorisine olan büyük ilgisi nedeniyle, Bilim ve Yaşam sayfalarında tartışmalı olanlar da dahil olmak üzere bu konu yelpazesinin erişilebilir bir düzeyde ele alınması haklı görünüyor.

Bu nedenle, bilgece "en çok kayrılan ulus ilkesi"nin rehberliğinde RTG artık uygun analiz ve tartışma gerektiren alternatif bir yerçekimi teorisi olarak değerlendirilmelidir. Bu teoriyi (RTG) beğenenler ve onunla ilgilenenler için, hiç kimse onu geliştirmeye zahmet etmiyor (ve elbette müdahale etmemeli), deneysel doğrulamanın olası yollarını öneriyor.

Aynı zamanda GTR'nin şu anda herhangi bir şekilde sarsıldığını söylemek için de bir neden yok. Üstelik genel göreliliğin uygulanabilirlik aralığı çok geniş ve doğruluğu da çok yüksek görünüyor. Bize göre bu, mevcut durumun objektif bir değerlendirmesidir. Zevklerden ve sezgisel tutumlardan bahsedersek, bilimde zevkler ve sezgiler her ne kadar kanıt olarak gösterilemese de önemli bir rol oynuyorsa, o zaman burada “biz”den “ben”e geçmek zorunda kalacağız. Dolayısıyla, genel görelilik teorisiyle ve onun eleştirisiyle ne kadar çok uğraştıysam ve hâlâ uğraşmak zorundaysam, onun olağanüstü derinliği ve güzelliğine dair izlenimim o kadar güçleniyor.

Nitekim künyede belirtildiği gibi 4 Sayılı Bilim ve Hayat dergisinin 1987 tarihli tirajı 3 milyon 475 bin adettir. Son yıllarda tirajı yalnızca birkaç onbin kopyaydı ve 2002 yılında 40 bini aştı. (not – A. M. Krainev).

Bu arada, 1987 yılı Newton'un muhteşem kitabı "Doğal Felsefenin Matematiksel İlkeleri"nin ilk yayımının 300. yıldönümü. Bu eserin yaratılış tarihini tanımak, eserin kendisinden bahsetmek bile çok öğreticidir. Ancak aynı durum Newton'un uzman olmayanların tanıması pek de kolay olmayan tüm faaliyetleri için de geçerlidir. Bu amaçla S.I. Vavilov'un çok güzel kitabı “Isaac Newton”u tavsiye edebilirim; yeniden basılmalıdır. Newton'un yıldönümü vesilesiyle yazdığım, "Uspekhi Fizicheskikh Nauk" dergisinde yayınlanan makalemden de bahsetmek istiyorum, cilt 151, sayı 1, 1987, s. 119.

Dönüşün büyüklüğü modern ölçümlere göre verilmektedir (Le Verrier'in dönüşü 38 saniyeydi). Açıklık sağlamak için Güneş ve Ay'ın Dünya'dan yaklaşık 0,5 yay derecesi - 1800 yay saniyesi açıyla görülebildiğini hatırlayalım.

A. Pals “Rab İncedir...” Albert Einstein'ın Bilimi ve Hayatı. Oxford Üniv. Press, 1982. Bu kitabın Rusça çevirisinin yayınlanması tavsiye edilir.

İkincisi tam sırasında mümkündür güneş tutulmaları; Gökyüzünün aynı kısmını, örneğin altı ay sonra, Güneş gök küresi üzerinde hareket ettiğinde fotoğraflayarak, karşılaştırma amacıyla, yerçekimi alanının etkisi altında ışınların sapması sonucu bozulmayan bir resim elde ederiz. Güneş'in.

Ayrıntılar için, yakın zamanda Uspekhi Fizicheskikh Nauk'ta (cilt 149, s. 695, 1986) yayınlanan Ya. B. Zeldovich ve L. P. Grishchuk'un makalesine ve ayrıca orada alıntılanan literatüre, özellikle de L. D. Faddeev'in makalesi (“Fiziksel Bilimlerdeki Gelişmeler”, cilt 136, s. 435, 1982).

Dipnot 5'e bakınız.

Bkz. K. Will. "Yerçekimi fiziğinde teori ve deney." M., Energoiedat, 1985; ayrıca bkz. V. L. Ginzburg. Fizik ve astrofizik hakkında. M., Nauka, 1985 ve orada belirtilen literatür.

A. A. Logunov ve M. A. Mestvirishvili. "Göreceli yerçekimi teorisinin temelleri." Dergi "Temel Parçacıkların Fiziği ve Atomik Çekirdek", cilt 17, sayı 1, 1986.

A. A. Logunov'un çalışmalarında başka ifadeler de vardır ve özellikle, örneğin Merkür'ün Dünya'dan konumunu belirlerken sinyal gecikme süresi için, RTG'den elde edilen değerin GTR'den elde edilen değerden farklı olduğuna inanılmaktadır. Daha kesin olarak, Genel Göreliliğin sinyal gecikme süreleri konusunda hiçbir şekilde kesin bir tahmin vermediği, yani Genel Göreliliğin tutarsız olduğu ileri sürülmektedir (yukarıya bakın). Ancak böyle bir sonuç bize bir yanlış anlaşılmanın meyvesi gibi görünüyor (bu, örneğin Ya. B. Zeldovich ve L. P. Grishchuk tarafından alıntılanan makalede belirtilmiştir, bkz. dipnot 5): farklı sonuçlar genel göreliliği kullanırken farklı sistemler Koordinatlar yalnızca konumdaki gezegenlerin karşılaştırılması, farklı yörüngelerde bulunması ve dolayısıyla Güneş çevresinde farklı dönüş periyotlarına sahip olması nedeniyle elde edilir. Genel görelilik ve RTG'ye göre belirli bir gezegenin yerini belirlerken Dünya'dan gözlemlenen sinyallerin gecikme süreleri çakışmaktadır.

Dipnot 5'e bakınız.

Meraklısı için detaylar

Güneş'in çekim alanında ışık ve radyo dalgalarının sapması. Genellikle Güneş'in idealleştirilmiş bir modeli olarak statik küresel simetrik yarıçaplı bir top alınır. R☼ ~ 6,96·10 10 cm, güneş kütlesi M☼ ~ 1,99·10 30 kg (Dünya kütlesinin 332958 katı). Güneş'e zar zor dokunan ışınlar için ışığın sapması maksimumdur. R ~ R☼ ve eşittir: φ ≈ 1″,75 (yay saniyesi). Bu açı çok küçüktür - yaklaşık olarak bu açıda bir yetişkin 200 km mesafeden görülebilir ve bu nedenle ışınların yerçekimi eğriliğini ölçmenin doğruluğu yakın zamana kadar düşüktü. 30 Haziran 1973'teki güneş tutulması sırasında yapılan son optik ölçümlerde yaklaşık %10'luk bir hata vardı. Bugün, "ultra uzun tabanlı" (1000 km'den fazla) radyo interferometrelerin ortaya çıkışı sayesinde, ölçüm açılarının doğruluğu keskin bir şekilde arttı. Radyo interferometreler, açısal mesafelerin ve açılardaki değişikliklerin 10 – 4 yay saniyesi (~ 1 nanoradyan) düzeyinde güvenilir bir şekilde ölçülmesini mümkün kılar.

Şekil uzak bir kaynaktan gelen ışınlardan yalnızca birinin sapmasını göstermektedir. Gerçekte her iki ışın da bükülmüştür.

YERÇEKİMİ POTANSİYELİ

1687'de, Newton'un evrensel çekim yasasının formüle edildiği temel çalışması "Doğal Felsefenin Matematiksel İlkeleri" ortaya çıktı (bkz. "Bilim ve Yaşam" No. 1, 1987). Bu yasa, herhangi iki maddi parçacık arasındaki çekim kuvvetinin kütleleriyle doğru orantılı olduğunu belirtir. M Ve M ve uzaklığın karesiyle ters orantılıdır R onların arasında:

F = G	mm	.
	R 2

Orantılılık faktörü G Yerçekimi sabiti olarak adlandırılmaya başlandığından, Newton formülünün sağ ve sol tarafındaki boyutları uzlaştırmak gerekir. Newton'un kendisi de kendi zamanına göre çok yüksek bir doğrulukla şunu gösterdi: G– miktar sabittir ve bu nedenle onun keşfettiği yer çekimi kanunu evrenseldir.

İki çekici nokta kütlesi M Ve M Newton'un formülünde eşit olarak görünür. Başka bir deyişle her ikisinin de çekim alanının kaynağı olarak hizmet ettiğini düşünebiliriz. Ancak belirli problemlerde, özellikle gök mekaniğinde, iki kütleden biri diğerine göre genellikle çok küçüktür. Örneğin dünyanın kütlesi M 3 ≈ 6 · 10 24 kg Güneş'in kütlesinden çok daha azdır M☼ ≈ 2 · 10 · 30 kg veya diyelim ki uydunun kütlesi M≈ 10 3 kg Dünya'nın kütlesiyle karşılaştırılamaz ve bu nedenle Dünya'nın hareketi üzerinde neredeyse hiçbir etkisi yoktur. Kendisi yerçekimi alanını bozmayan, ancak bu alanın etkidiği bir sonda görevi gören böyle bir kütleye test kütlesi denir. (Aynı şekilde, elektrodinamikte, elektromanyetik alanın tespit edilmesine yardımcı olan bir "test yükü" kavramı vardır.) Test kütlesi (veya test yükü) alana ihmal edilebilecek kadar küçük bir katkı sağladığından, böyle bir kütle, alan "dışsal" hale gelir ve gerilim adı verilen bir miktarla karakterize edilebilir. Temel olarak yerçekimine bağlı ivme G dünyanın yerçekimi alanının yoğunluğudur. Newton mekaniğinin ikinci yasası daha sonra bir nokta test kütlesinin hareket denklemlerini verir. M. Mesela balistik ve gök mekaniğindeki problemler bu şekilde çözülüyor. Bu problemlerin çoğu için Newton'un çekim teorisinin bugün bile oldukça yeterli doğruluğa sahip olduğunu unutmayın.

Gerilim de kuvvet gibi vektörel bir niceliktir, yani üç boyutlu uzayda üç sayıyla belirlenir - karşılıklı dik Kartezyen eksenler boyunca bileşenler X, en, z. Koordinat sistemini değiştirirken - ve bu tür işlemler fiziksel ve astronomik problemlerde nadir değildir - vektörün Kartezyen koordinatları karmaşık olmasa da çoğu zaman hantal bir şekilde dönüştürülür. Bu nedenle, vektör alan kuvveti yerine, alanın kuvvet karakteristiğinin (kuvvet) bazı yöntemler kullanılarak elde edileceği karşılık gelen skaler miktarın kullanılması uygun olacaktır. basit tarif. Ve böyle bir skaler miktar var - buna potansiyel denir ve gerilime geçiş basit farklılaşma ile gerçekleştirilir. Bundan, kütlenin yarattığı Newton yerçekimi potansiyelinin olduğu sonucu çıkar. M, eşittir

dolayısıyla eşitlik |φ| = v 2 .

Matematikte Newton'un yerçekimi teorisine bazen "potansiyel teori" denir. Bir zamanlar Newton potansiyeli teorisi, elektrik teorisi için bir model görevi görüyordu ve daha sonra Maxwell'in elektrodinamiğinde oluşan fiziksel alanla ilgili fikirler, Einstein'ın genel görelilik teorisinin ortaya çıkışını teşvik etti. Einstein'ın göreli yerçekimi teorisinden Newton'un yerçekimi teorisinin özel durumuna geçiş, tam olarak boyutsuz parametrenin |φ| küçük değerlerinin bölgesine karşılık gelir. / C 2 .