Всемирное тяготение - Богородский А.Ф.
Скачать (прямая ссылка):
Таким образом, с ньютоновой точки зрения, основное положение учения Коперника состоит в утверждении, что центр массы Солнечной системы (практически центр Солнца) обладает нулевым ускорением, хотя его постоянная скорость может быть сколь угодно большой. С появлением ОТО эта простая концепция оказалась неудовлетворительной. Многие авторы, основываясь на условии общей ковариантности, высказывали тезис о равноправности систем Коперника и Птолемея. Различие между этими системами объявлялось условным, не имеющим объективного значения и зависящим лишь от субъективных склонностей исследователя.
Следует отметить, что сторонники указанного тезиса отождествляют различие между учениями Коперника и Птолемея с различием между гелио- и геоцентрическими координатами. Такое отождествление и приводит к выводу об эквивалентности этих учений с точки зрения ОТО. Поскольку уравнения ОТО отвечают условию ковариантности, исследователь может пользоваться гелио- и геоцентрическими координатами, выбирая их по своему усмотрению.
15* 228
Г лава VI. Основные следствия ОТО
В действительности различие между системами Коперника и Птолемея имеет более глубокий физический смысл, чем различие между соответствующими координатами как способами изучения движения небесных тел. В астрономии успешно пользуются различными координатами, в том числе геоцентрическими. Преобразование гелиоцентрических координат в геоцентрические, весьма часто осуществляемое в астрономии, не означает, конечно, отказа от учения Коперника и возврата к учению Птолемея. Обе системы координат одинаково пригодны для изображения движений и как способы исследования они принципиально равноправны. Однако одна из этих систем координат, обладает некоторой материально обусловленной привилегированностью, определяющей ее предпочтительность, с астрономической точки зрения.
Рассматривая Солнечную систему в отрыве от других космических тед, можно удовлетворительно обосновать главный тезис гелиоцентризма только в том случае, если постулировать существование инерциальных координат, т. е. систем отсчета, в которых выполняются законы динамики Ньютона. В каждой из таких систем отсчета центр массы Солнечной системы движется равномерно и прямолинейно, тогда как планеты имеют значительное ускорение. Однако постулат об инерциальных координатах, не связанных так или иначе с материальными телами, оправдан только в ньютоновой концепции абсолютного пространства. Отказываясь от этой концепции, приходится отвергнуть и постулат об инерциальных координатах, существующих независимо от материальных тел. При этом понятие абсолютного ускорения утрачивается, и потому обычное доказательство гелиоцентризма теряет силу. Для преодоления этой трудности • необходимо обосновать понятие инерциальной системы отсчета, не прибегая к ньютоновой концепции абсолютного пространства.
Применение ОТО связано с такой же трудностью. С интересующей нас точки зрения, ОТО не имеет преимущества по сравнению с механикой Ньютона, поскольку эта теория уточняет движение тел Солнечной системы лишь в деталях, непосредственно не относящихся к различию между гелио- и геоцентрическим учениями. Уравнения поля ОТО построены таким образом, что в первом приближении, которое только и представляет интерес для обоснования гелиоцентризма, они обеспечивают переход к механике Ньютона.
Гелиоцентризм представляет собой механическую особенность определенной системы небесных тел. Поэтому при его обосновании необходимо учитывать физическую сущность механического движения, т. е.. перемещения одного тела по отношению к другим. Можно сказать, что в механическом движении проявляются пространствен -но-временные отношения между телами. Отдельное тело, рассмат- 8. Общая теория относительности и система Коперника
229
риваемое независимо от других тел природы, не находится ни в покое, ни в движении, поскольку оно может покоиться или двигаться только по отношению к чему-либо внешнему. В изолированной системе тел, рассматриваемой в отрыве от внешних космических масс, происходит только внутреннее движение. В случае системы двух тел утверждения «А покоится, В движется», «А движется, В покоится», «А и В обращаются вокруг их неподвижного центра масс» приобретают физический смысл лишь в том случае, если система относится к каким-либо внешним телам. Так, отношение системы Земля — Луна к Солнцу определяет физический смысл утверждения о том, что каждое из двух указанных тел обращается вокруг их общего центра тяжести. Подобным же образом гелиоцентризм Солнечной системы обусловлен отношением этой системы в целом к внешним космическим телам.
В строении космических систем наблюдается резко выраженная структурность. Солнце и планеты с их спутниками, астероиды, ко* меты и многочисленные мелкие тела составляют обособленную систему, которая отделена от звезд очень большими расстояниями. Взаимные перемещения членов системы обусловлены внутренними причинами и лишь в ничтожной степени зависят от внешних воздействий. Эту особенность Солнечной системы можно назвать автономностью. Солнечная система, в свою очередь, является одним из членов космической системы более высокого порядка — Галактики, которая также обладает значительной автономностью в отношении ее внутренних свойств.
