Уравнение поля Эйнштейна и их применение в астрономии - Богородский А.Ф.
Скачать (прямая ссылка):
2A. Эйнштейн, Л. Инфельд, Эволюция физики, ОГИЗ, 1948, стр. 197.
123 которые позволяют получить правильные решения ряда задач. Преобразование гелиоцентрических координат в геоцентрические, весьма часто осуществляемое в различных вопросах астрономии (например, при определении элементов орбиты из наблюдений), не означает, разумеется, отказа от учения Коперника и возврата к учению Птоломея. Гелио- и геоцентрическая системы координат одинаково пригодны для изображения движений, и как способы исследования они вполне равноправны. Однако одна из этих систем обладает физически обусловленной привилегированностью, которая и выражает объективную истинность учения Коперника.
Рассматривая солнечную систему в отрыве от других космических тел, можно удовлетворительно обосновать главный тезис гелиоцентризма лишь в том случае, если допустить существование инерциальных координат, т. е. систем отсчета, в которых выполняется закон инерции. Согласно механике Ньютона, в каждой из таких систем отсчета центр массы солнечной системы, практически совпадающий с центром Солнца, движется равномерно и прямолинейно, тогда как планеты обладают значительными ускорениями. Однако постулат об инерциальных системах, не связанных так или иначе с какими-либо материальными телами, находит оправдание лишь в ньютоновой концепции абсолютного пространства. Малое ускорение Солнца означает, приблизительно, равномерное и прямолинейное движение его по отношению к абсолютному пространству.
Отказываясь от метафизической концепции абсолютного пространства, приходится отвергнуть и постулат об инерциальных координатах, как системах отсчета, независимых от материальных тел. Понятие абсолютного ускорения при этом утрачивается и обычное доказательство гелиоцентризма теряет силу. Для преодоления этой трудности необходимо обосновать понятие инерциальной системы отсчета, не прибегая к концепции абсолютного пространства.
Применение общей теории относительности встречает такую же трудность. С интересующей нас точки зрения теория относительности не имеет преимущества по сравнению с механикой Ньютона, поскольку эта теория уточняет движение тел солнечной системы лишь в деталях, которые непосредственно не имеют отношения к различию между гелио- и геоцентрическим учениями. Как мы видели, уравнения поля построены таким образом, что в лервом приближении, которое только и представляет интерес для нашей задачи, они обеспечивают переход к законам ньютонианской механики.
Проблема гелиоцентризма является задачей об особенностях механического движения конкретных небесных тел. В постановке этой задачи необходимо принимать во внимание природу механического движения, которое по самой его сущности представляет собой процесс перемещения одного тела по отношению к другому. Можно сказать, что в механическом движении проявляются пространственно-временные отношения между телами. Отдельное тело,
I 24 взятое в целом й рассматриваемое независимо от всех других тел природы, не находится ни в покое ни в движении, поскольку оно могло бы покоиться или двигаться лишь по отношению к чему-либо внешнему. В изолированной системе, состоящей из двух или большего числа тел, но рассматриваемой в отрыве от других тел, происходят только внутренние относительные движения. При этом ни одно из внутренних движений не является преимущественным по сравнению с другими. В случае системы двух тел утверждения: «Л покоится, Б движется», «Б покоится, А движется», «Л и Б обращаются вокруг их неподвижного центра масс» приобретают определенный физический смысл лишь в том случае, если система в целом относится к чему-либо внешнему. Так, например, движение системы Земля — Луна относительно Солнца определяет объективное содержание предложения о том, что каждое из двух тел обращается вокруг их общего центра тяжести. Подобным же образом гелиоцентризм солнечной системы обусловлен не только внутренними перемещениями ее членов, но также отношением этой системы в целом к внешним космическим телам.
Как известно, в распределении космических масс наблюдается резко выраженная структурность. Солнце и планеты с их спутниками, астероиды, кометы и многочисленные мелкие тела составляют обособленную систему, которая отделена от звезд очень большими расстояниями. Взаимные перемещения членов этой системы обусловлены внутренними причинами и лишь в ничтожной степени зависят от внешних воздействий. Эту особенность солнечной системы можно назвать автономностью. В свою очередь, солнечная система в целом является одним из многочисленных членов космической системы более высокого порядка — Галактики, которая также обладает значительной автономностью в отношении ее внутренних свойств. Принадлежность солнечной системы к Галактике и является необходимым условием гелиоцентризма.
Рассмотрим взаимодействие между Галактикой G и одним из ее членов — системой S, характеризующейся относительно малыми размерами и массой, пренебрежимыми по сравнению с размерами и массой Галактики. Изучая движение S, можно принимать во внимание только общее поле тяготения G, поскольку учет возмущений со стороны отдельных звезд при их случайных сближениях с S не внесет принципиальных изменений.
