Космология - 2. ОТО.
У меня в электронной библиотеке девять толстых книг на эту тему, не считая того, что про это по главе в каждом общем учебнике физики, так что сложно кратко изложить. Является одной из парадигм современной физики, и фактически лежит в основе всей космологии (так как ОТО трактует вопросы гравитации, а это основное взаимодействие в космосе). Мало согласуется с другой базовой парадигмой физики (квантовой механикой), кроме того, ОТО очень старая (1915-1916), и с тех пор накопилось много наблюдений и концепций, которые противоречат. Кроме того, все знают, что Эйнштейн - еврей, что создает дополнительную политическую возню вокруг. Имеется соответственно развитая критика и множество альтернативных теорий, которые собираюсь изложить в отдельном пункте. Чтобы спасти ОТО, придумывают целые объекты по типу черных дыр, в которых она не работает по каким-то объективным причинам. В последние годы появились сообщения о том, что наблюдают движение со скоростью выше скорости света, если данные эксперименты подтвердятся, то вся теория относительности со всеми теперешними представлениями о мире (полностью на ней основанными) пойдет нахер.
Если уже в кратком посте это излагать, то основные постулаты, видимо, можно так сформулировать:
1. Скорость света в вакууме - максимальный предел, быстрее которого информация не может распространяться. То есть она выступает как своеобразная "точка отсчета" - все в мире относительно, а вот скорость света всегда константа. При этом допускаются места, где света нет: изначальная сингулярность до Большого взрыва и черные дыры. В связи с отсутствием там основной константы ОТО совершенно ничего о таких объектах не может сказать и считает их абсолютно непознаваемыми в рамках данной теории. Имеются многочисленные попытки построить СТО и ОТО без этого постулата.
2. В разных системах отсчета существует разное время (классические представления исходят из того, что пространство при движении меняется, а время нет). То есть время "относительно", а постоянной является только скорость света. Более подробно про единство пространства и времени будет тоже в отдельном пункте, так как эта концепция тоже важна для космологии.
3. При изменении пространства-времени физические законы не меняются (на мой взгляд, самый спорный пункт, учитывая крайне малые размеры Земли по сравнению с космосом: он приводит к тому, что результаты земных наблюдений всегда автоматически распространяют на космос).
4. Расхождение траекторий движения объясняется кривизной пространства-времени. Если бы пространство-времени было плоское, тела бы двигались всегда прямо. Гравитация делает пространство-время в некоторых местах кривым, в результате тела двигаются по разнообразным траекториям. Кривизну можно измерить (метрическим тензором).
Наиболее важные следствия:
1. Гравитационное замедление времени, из-за которого любые часы будут идти тем медленнее, чем глубже в гравитационной яме (ближе к гравитирующему телу) они находятся. Кстати, они определяют, что Вселенная расширяется (и соответственно, погибает), именно замеряя это самое гравитационное красное смещение.
2. Гравитационное отклонение света.
3. Увлечение инерциальных систем отсчёта вращающимся телом: вращающийся массивный объект «тянет» пространство-время в направлении своего вращения.
Наверное, это все главное, что можно сказать, избегая формул (намерен вообще их избегать во всем повествовании, тем более не знаю как их делать в ЖЖ). Имеется как множество фактов, которые трактуют как подтверждение данной теории, так и множество возражений против нее.
Есть хороший советский фильм про ОТО, можно найти на ютубах по словам "теория относительности", но я решил все же воткнуть лекцию, она объемнее (часовая) и менее популярная:
Это первая лекция, там их 12, звук плохой, плохо записали, но изложение довольно полное, планирую это прослушать в ближайшее время до конца.
Если уже в кратком посте это излагать, то основные постулаты, видимо, можно так сформулировать:
1. Скорость света в вакууме - максимальный предел, быстрее которого информация не может распространяться. То есть она выступает как своеобразная "точка отсчета" - все в мире относительно, а вот скорость света всегда константа. При этом допускаются места, где света нет: изначальная сингулярность до Большого взрыва и черные дыры. В связи с отсутствием там основной константы ОТО совершенно ничего о таких объектах не может сказать и считает их абсолютно непознаваемыми в рамках данной теории. Имеются многочисленные попытки построить СТО и ОТО без этого постулата.
2. В разных системах отсчета существует разное время (классические представления исходят из того, что пространство при движении меняется, а время нет). То есть время "относительно", а постоянной является только скорость света. Более подробно про единство пространства и времени будет тоже в отдельном пункте, так как эта концепция тоже важна для космологии.
3. При изменении пространства-времени физические законы не меняются (на мой взгляд, самый спорный пункт, учитывая крайне малые размеры Земли по сравнению с космосом: он приводит к тому, что результаты земных наблюдений всегда автоматически распространяют на космос).
4. Расхождение траекторий движения объясняется кривизной пространства-времени. Если бы пространство-времени было плоское, тела бы двигались всегда прямо. Гравитация делает пространство-время в некоторых местах кривым, в результате тела двигаются по разнообразным траекториям. Кривизну можно измерить (метрическим тензором).
Наиболее важные следствия:
1. Гравитационное замедление времени, из-за которого любые часы будут идти тем медленнее, чем глубже в гравитационной яме (ближе к гравитирующему телу) они находятся. Кстати, они определяют, что Вселенная расширяется (и соответственно, погибает), именно замеряя это самое гравитационное красное смещение.
2. Гравитационное отклонение света.
3. Увлечение инерциальных систем отсчёта вращающимся телом: вращающийся массивный объект «тянет» пространство-время в направлении своего вращения.
Наверное, это все главное, что можно сказать, избегая формул (намерен вообще их избегать во всем повествовании, тем более не знаю как их делать в ЖЖ). Имеется как множество фактов, которые трактуют как подтверждение данной теории, так и множество возражений против нее.
Есть хороший советский фильм про ОТО, можно найти на ютубах по словам "теория относительности", но я решил все же воткнуть лекцию, она объемнее (часовая) и менее популярная:
Click to viewЭто первая лекция, там их 12, звук плохой, плохо записали, но изложение довольно полное, планирую это прослушать в ближайшее время до конца.