Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Богородский А.Ф. -> "Всемирное тяготение" -> 122

Всемирное тяготение - Богородский А.Ф.

Богородский А.Ф. Всемирное тяготение — К.: Наук. думка, 1971. — 354 c.
Скачать (прямая ссылка): vsemirnoetyagotenie1971.djvu
Предыдущая << 1 .. 116 117 118 119 120 121 < 122 > 123 124 .. 125 >> Следующая


14. Заключение. Современное состояние проблемы гравитации отличается большим своеобразием. Как и другие разделы теоретической физики, теория гравитационного поля в принципиальном отношении подвергалась в последние десятилетия коренной перестройке. Вместе с тем для подавляющего большинства ее приложений полностью сохранил значение классический закон тяготения Ньютона, открытый около трех столетий тому назад. Наряду с общими законами динамики он составляет основу небесной механики, которая позволяет с большой точностью объяснить и предвычислить 14. Заключение

345

движения естественных и искусственных небесных тел. Тот же классический аппарат механики Ньютона применяется в современной звездной динамике, в разнообразных задачах астрофизики, в теории внутреннего строения звезд, в проблемах геодезии, геологии и геофизики и во многих других областях естествознания. Все попытки улучшить форму закона тяготения, обнаружить влияние промежуточной среды или найти удовлетворительное механическое объяснение гравитации оказались, как мы видели, безрезультатными. В приложениях основы теории тяготения Ньютона остались неизменными, тогда как принципиальные трудности этой теории еще более обострились и стали несовместимыми с общепринятыми физическими воззрениями, особенно со СТО.

Важным шагом в развитии теории гравитации была работа А. Пуанкаре, который показал, что корректное релятивистское обобщение закона тяготения, отвечающее требованиям СТО, должно отличаться от обычной формулы Ньютона величиной не ниже второго порядка относительно — Таким образом, установлено, что

с •

в пределах точности, принятой в небесной механике и в других приложениях, закон обратных квадратов Ньютона сохраняет значение и при отказе от гравитационного дальнодействия.

Современной теорией гравитации является ОТО, в которой гравитационное поле описывается метрикой пространственно-временного континуума. Вопрос о природе сил тяготения, который в дорелятивистской физике был центральной проблемой теории тяготения, в ОТО утратил всякое значение, поскольку гравитационные взаимодействия получили в ней принципиально новое истолкование, не нуждающееся в понятии силы в ньютоновском смысле. ОТО позволила преодолеть основные принципиальные трудности механики Ньютона и обосновать применимость последней при изучении медленных движений в относительно слабых полях гравитации. В то же время результативность ОТО в конкретных задачах оказалась, как известно, крайне ограниченной: существуют лишь три простых эффекта этой теории, допускающие ныне проверку путем непосредственных наблюдений. Необходимо при этом иметь в виду, что указанные эффекты получают количественное объяснение и в других теориях тяготения, например в линейной теории Биркгофа.

Значение ОТО далеко не исчерпывается преодолением принципиальных трудностей механики Ньютона и открытием трех гравитационных эффектов, неизвестных в дорелятивистской физике. Еще большее значение имеет новый подход к проблеме тяготения: отождествление гравитационного поля с метрикой пространства-времени и открытие связи между этой метрикой и распределением материи. Особенно важно то обстоятельство, что ОТО -346

Г лава IX. Развитие теории гравитации

применима в более широких условиях, чем теория тяготения Ньютона. Последняя применима только к слабым полям, для которых

<С 1. Как известно, это требование в обычных условиях выполняется с большой точностью, обеспечивая почти универсальную применимость теории Ньютона и малость релятивистских эффектов. Значительные отступления от этой теории возможны лишь в случае достаточно сильных полей. Как мы видели, такие поля гравитации присущи, например, сверхплотным звездным конфигурациям и Метагалактике в целом. В сильных полях ОТО должна приводить к принципиально новым результатам, которые даже качественно не могут содержаться в теории тяготения Ньютона.

Итак, ценность ОТО как теории гравитации обусловлена ее применимостью в условиях, когда механика Ньютона оказывается непригодной. При этом чем сильнее изучаемое поле гравитации, тем большую роль играет точная форма уравнений поля ОТО. Если, например, при выводе известного эффекта в движении линии апсид планетной орбиты метрический тензор достаточно задать с точностью до членов второго порядка, то понятие гравитационного радиуса частицы представляет собой следствие точного решения Шварцшильда. Поэтому при изучении сильных полей необходимо иметь в виду, что' уравнения поля не могут быть однозначно выведены из физических предпосылок ОТО (см. главу V, 6), вследствие чего к точной форме этих уравнений, найденной Эйнштейном в значительной степени эвристически, следует относиться с осторожностью. Необходимо также помнить о том, что принцип эквивалентности и основанный на нем релятивистский подход к проблеме гравитации возникли при изучении слабых полей — земного притяжения, поля тяготения Солнца и т. п. Сохранение этого подхода в случае сильных гравитационных полей остается в настоящее время только экстраполяцией, поскольку оно не подтверждено непосредственными данными опыта.
Предыдущая << 1 .. 116 117 118 119 120 121 < 122 > 123 124 .. 125 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed