Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Арнольд В.И. -> "Эргодические проблемы классической механики " -> 63

Эргодические проблемы классической механики - Арнольд В.И.

Арнольд В.И. , Авец А. Эргодические проблемы классической механики — Высшая школа, 1991. — 376 c.
Скачать (прямая ссылка): termodinamika1991.djvu
Предыдущая << 1 .. 57 58 59 60 61 62 < 63 > 64 65 66 67 68 69 .. 118 >> Следующая


До сих пор в этой главе термодинамические свойства тел рассматривались на основе специальной теории относительности (СТО) без учета гравитационного поля. Рассмотрим теперь вопрос об эволюции Вселенной на основе современной релятивистской теории гравитации.

Основное содержание СТО, как подчеркивал Г. Минковский, состоит в установлении единой абсолютной пространственно-временной формы бытия материи—пространственно-временного мира (мир Мипковского), геомеїрия которого псевдоевклидова. В этом мире различным системам отсчета соответствует в общем случае различная метрика с коэффициентами ypv (х) пространства-времени. Например, в произвольной неинерциальной системе координат S' метрические коэффициенты y'uv оказываются функциями координат X этой системы, что приводит в итоге к появлению ускорения свободной материальной точки относительно S' и сил инерции, выражающихся через производные первого порядка от тензора Ypv по соответствующим координатам. Кинематически силы инерции характеризуются тем, что «вызываемые» ими ускорения свободных материальных точек не будут зависеть от их масс. Таким же свойством обладают и гравитационные силы, поскольку, как показывает опыг, гравитационная масса тела равна его инертной массе. Этот фундаментальный факт привел Эйнштейна к мысли, что гравитационное поле должно описываться подобно полю сил инерции метрическим тензором , но уже в римановом пространстве-времени.

По Эйнш і ейну, все физические процессы протекают в гравитационном поле совершенно так же, как и без гравитационного поля, но в соответствующим образом ускоренной (трехмерной) системе координат. Гипотеза Эйнштейна о том, что поле т яготения можно полностью заменить ускоренной сист емой отсчета, называется принципом эквивалентности.

При построении теории тяготения, названной Эйнштейном общей теорией относительности (ОТО), он всецело исходил из принципа эквивалентности грави і анионного поля нужным образом ускореиных сисіем оісчега. А так как разным системам отсчета соответствует разная метрика пространства-времени, ю Эйнштейн принял за гравитационное поле метрический т ензор ^jiv риманова пространства-времени. Так принцип эквивалентности привел к отождес'і влению метрики и гравитации: компоненты метрического тензора в ОТО являются в то же время потенциалами тяготения.

Гравитационное поле ^liv зависиі от распределения и движения материи и определяется уравнениями Гильбер і а—Эйнштейна для тензора кривизны ^v:

158 (8.32)

где G = 6,67 • IO-11 м3/(кг - с2) — гравитационная постоянная; R — скалярная кривизна, которая, как и Rliv, выражается через ^liv; Tliv —тензор энергии-импульса вещества.

Основанная на уравнениях Гильберта—Эйнштейна теория тяготения (ОТО) иноіда может привести к результатам, прекрасно совпадающим с экспериментом. Так, по данным наблюдений, перигелий Меркурия поворачивается на 43 угл. с в столетие; по теории тяготения Ньютона и по друї им іеориям, использующим измененный ньютонов потенциал, этот поворот раза в три меньше наблюдаемого, по ОТО иоворої равен 42,98 угл. с, т. е. в точности совпадает с действительным! Аналогично, как было установлено во время полного солнечного затмения 29 мая 1919 г., близкие к наблюдаемым даеі ОТО и результаты для отклонения лучей света, проходящих вблизи Солнца (1,75 угл. с).

Вместе с тем в своем развитии ОТО пришла как к неустранимому внутреннему проіиворечию, так и к ряду физически неприемлемых результатов. Действительно, при создании ОТО Эйнштейн, обосновывая эквивалентность сил инерции и гравитации, исходил из равенства инер і ной и т яжeJ юй масс, экспериментально установленного с очень большой точностью. Однако, как оказалось, в окончательной теории равенство инертной и тяжелой масс не выполняется! Впервые на эю указал В. А. Фок.

Кроме того, как отмечал еще в 1917 г. известный немецкий математик Д. Гильберт, в ОТО не выполняются законы сохранения энергии-импульса и момента количест ва движения вещества и гравитационною поля вмесіе взятых.

Такое положение в ОТО обусловлено отождествлением в этой теории гравитационного поля со структурой (метрикой) пространства-времени, с ею римановым искривлением. Первичным в ОТО является не материя, а пространство-время. «Первичную роль,— говорил Эйнштейн,— играет пространство, материя же должна быть получена из пространства, так сказать, на следующем этапе»*'. Эта методологически неверная основа ОТО и ответственна за все п теории. В самом деле, поскольку в действительности нрос гране т во-время является формой существования материи, то, исследуя структуру этой формы, мы можем получить в ряде случаев хорошо согласующиеся с опытом результаты о свойствах гравитационного поля как вида материи. Именно это и имеет место в случаях, о которых упоминалось выше. С другой стороны, в тех явлениях, в которых определяющую

*' Эйнштейн А. Собр. научных трудов. M., 1966. 12 С 89.

159 роль играет не структура просі ранет ва-времени, а находящийся с ним в единстве такой атрибут материи, как движение, ОТО. отождествляющая гравитационное поле с кривизной пространства-времени, приводит к тупиковому резульгаїу о неравенстве инертной и гравитационной масс, к отсутствию законов сохранения энергии-импульса и момента количества движения вещества и гравитационною поля вместе взятых, т. е. к отказу от ряда фундаментальных принципов, лежащих в основе физики.
Предыдущая << 1 .. 57 58 59 60 61 62 < 63 > 64 65 66 67 68 69 .. 118 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed