Гравитация и вселенная - Дикке Р.
Скачать (прямая ссылка):
Н. В. Мицкевич ВСТУПЛЕНИЕ
Все представители рода человеческого сталкивались хоть с какими-нибудь проявлениями гравитации. В наш век весь мир стал свидетелем того, как открытый Ньютоном закон всемирного тяготения воплотился в фантастическом событии — посадке человека на поверхность Луны.
Прошло уже более полувека с тех пор, как Эйнштейн заложил основы и начал разработку новой, несравненно более глубокой теории тяготения, безгранично расширяющей пределы применимости ньютоновских представлений. И хотя имя Эйнштейна, этого титана научной мысли, хорошо известно в самых широких кругах, лишь очень и очень немногим дано в полной мере насладиться красотой и стройностью его общей теории относительности. Профессор Роберт Г. Дикке должен быть признан исключительно подходящей во всех отношениях чкандидатурой для выполнения поистине геркулесова подвига — чтения девятых по счету Джэйновских лекций, когда необходимо ввести большую и пеструю аудиторию культурных людей с очень разнообразной подготовкой и интересами в круг вдохновляющих идей, представляющих поистине фундаментальный подход к механизму физического мира. Эти идеи, к тому же, тесно связаны с собственным обширным и блестящим вкладом проф. Дикке в науку.
Особенно удачно, что эти лекции читаются в залах именно нашего Института — памятника такому «закончен-! ному» ученому, каким был Вениамин Франклин, основатель Американского философского общества. Дело в том, что проф. Дикке демонстрирует такую же удивительную научную разносторонность, какая в прошлом была характерна для В. Франклина. Его разнообразные достижения простираются от конструирования радиолокатора до построения космологической модели. Он одинаково хорошо разбирается и в самых практических тонкостях эксперимента, и в таинствах умозрительных построений. Физик наших дней обычно специализируется либо как теоретик, либо как экспериментатор, но проф. Дикке сочетает в себе лучшие качества того и другого. Вступление
11
В отличие от частной теории относительности, которая обрела практическое приложение во множестве разделов современной экспериментальной физики, интересы новейшей теории тяготения ограничиваются главным образом рамками теории. Вскоре после того как Эйнштейн опубликовал в 1916 г. свою теорию, ее правильность как будто подтвердилась, когда удалось объяснить с ее помощью некоторые расхождения между данными астрономических наблюдений и тем, что предсказывала теория Ныотойа. В последние годы, после долгого периода затишья, возродился интерес к экспериментальному изучению тяготения. Стимулом для этого послужило признание связи между гравитацией и другими областями физики и астрономии, равно как и разработка новой методики измерений и наблюдений.
В этих трех Джэйновских лекциях на тему «Гравитация и Вселенная» проф. Дикке полно и ясно рассказал о своих последних работах в этой области — переднем крае современной науки. Первая работа была посвящена виртуозному усовершенствованию эксперимента Этвеша, причем, подняв точность измерений в тысячу раз, удалось подтвердить (с точностью IO-11) первоначальное ньютоновское утверждение об универсальности гравитационного ускорения — так называемый принцип эквивалентностиСледующим было исследование количественной оценки эффекта смещения перигелия Меркурия, основанное на его же трудах по дальнейшей разработке общей теории относительности — известной скалярно-тензорной теории тяготения. Исходя из своих измерений формы Солнца с точностью выше IO-4, автор поставил под сомнение уже устоявшееся представление о полном согласии величины эффекта, диктуемого теорией Эйнштейна, и данных наблюдений по смещению перигелия орбиты Меркурия. И наконец, обсуждается космологическое значение недавно обнаруженного реликтового коротковолнового излучения первоначально раскаленной Вселенной, которое соответствует излучению
1 Новую проверку принципа эквивалентности провели В. Б. Брагинский и В. И. Панов. Они улучшили результат Дикке, Кроткова и Ролла на полтора порядка, доказав эту эквивалентность с точностью 0,9-10-'2 (Журнал экспер. и теор. физики, 61, 873, 1971).— Прим. перев.
/ 12
Вступление
черного тела с температурой ЗК. Этот эффект был предсказан проф. Дикке и обнаружен его группой в Принстон-ском университете.
Аудитория, собравшаяся во Франклиновском институте, приняла все Джэйновскйе лекции 1969 г. с увлечением и энтузиазмом, и это как нельзя лучше подтверждает, что проф. Дикке обладает тем даром скромности и обезоруживающего мастерства, который необходим для духовного контакта со слушателями всех возрастов.
Мартин А. Померащ ПРЕДИСЛОВИЕ
Когда Американское философское общество предложило мне выступить в Джэйновских лекциях 1969 г., я с радостью согласился. Одной лекции было бы явно недостаточно, чтобы развить полностью основную идею, и меня очень устраивала перспектива прочесть серию из трех лекций, предназначенных главным образом для широкой аудитории.
Эти лекции были организованы Франклиновским институтом в Филадельфии и Философским обществом и прочитаны в Институте 13, 18 и 20 февраля 1969 г. В основу всех трех лекций легли два главных вопроса. Первый: можно ли по данным наблюдений отличить общую теорию относительности (эйнштейновскую теорию тяготения) от скалярно-тензорной теории, которая также является общерелятивистской и тесно связана с теорией Эйнштейна? Второй вопрос: как физику-экспериментатору выполнять решающие опыты по гравитации, если гравитационное взаимодействие по самой своей природе настолько слабо, что в лабораторных условиях его релятивистские проявления пренебрежимо малы? Очевидно, что нельзя дать ответа на первый вопрос, не ответив сначала на второй.
