Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Каррелли А. -> "Астрофизика, кванты и теория относительности" -> 19

Астрофизика, кванты и теория относительности - Каррелли А.

Каррелли А. , Мёллер К., Бонди Г. Астрофизика, кванты и теория относительности — М.: Мир, 1982 . — 560 c.
Скачать (прямая ссылка): astrofizikakvanti1982.djvu
Предыдущая << 1 .. 13 14 15 16 17 18 < 19 > 20 21 22 23 24 25 .. 220 >> Следующая


Если бы гравитация была открыта только теперь, нельзя себе представить, чтобы первые исследования не сосредоточивались на обсуждении того, что понимать под ее наблюдаемыми.
44

Г. Бонди

Затем немедленно было бы проведено разграничение между универсальными наблюдаемыми тяготения, относительным ускорением соседних частиц (т. е. на ньютоновском языке его неоднородностью) и следствием этой наблюдаемой, проявляющимся, когда твердое тело, такое, как Земля, обладает объемом, в пределах которого эта наблюдаемая заметно изменяется. Только при этих весьма специальных условиях ньютоновское гравитационное поле, т. е. градиент потенциала Vf становится измеримым. Весьма полезна аналогия с электростатическим полем. Единственной всегда измеряемой наблюдаемой является поле — градиент потенциала. Относительное ускорение двух свободных частиц с известным и различным отношением заряда к массе в одном и том же месте немедленно обнаруживает наличие поля. С другой стороны, электростатический потенциал обычно ненаблюдаем. Природа гравитационной наблюдаемой более сложна, поскольку не может быть частиц, обладающих гравитационными «зарядами» разных знаков или различными отношениями «заряда» к массе. Таким образом, чтобы получить что-то локально наблюдаемое — относительное ускорение, — частицы должны быть пространственно удалены одна от другой, но на небольшое расстояние, и тогда неоднородность поля становится действительно наблюдаемой. (В ньютоновской терминологии: вторая производная потенциала является наблюдаемой.) Подобно тому как проводник может создавать электростатическое поле, так и протяженное твердое тело, подобное Земле, может создавать неоднородность и обусловливать различие первых производных ньютоновского потенциала.

3. Инерция и гравитация

Этот анализ того, что представляет собой наблюдаемая, показывает, что истинное гравитационное поле является тензором, связывающим вектор относительного ускорения соседних частиц с вектором расстояния между ними. Таким образом, в объеме, в котором градиент ньютоновского потенциала постоянен, истинное гравитационное поле равно нулю. С этой точки зрения эйнштейновские лифты не имеют никакого отношения к гравитации; они просто анализируют инерцию с чисто ньютоновской точки зрения. Итак, понятие общей относительности в действительности не вводит какой-либо постньютонов-ской физики — оно просто имеет дело с координатными преобразованиями. Такой формализм имеет некоторые удобства, но физически он совершенно не подходит. Сейчас, по-видимому, слишком поздно изменять название эйнштейновской теории гравитации, но общая относительность есть физически бессмысленная фраза, которая может рассматриваться только как
3. Необходима ли «общая относительность»

45

историческое напоминание о любопытном философском рассуждении.

Однако что же в действительности имел в виду Эйнштейн? Он прекрасно знал, что в ускоренной системе наблюдаются силы инерции. Он более чем кто-либо отдавал себе отчет в том, что принцип Галилея, утверждающий, что все тела падают с одинаковым ускорением, столь превосходно и с большой точностью подтвержденный Этвешем и совсем недавно с удивительной точностью Дикке1), напрашивается на включение в физическую теорию. Мне кажется, говоря, что ускоренный наблюдатель может описывать силы инерции как тяготение и действительно не может отличить силы инерции от сил гравитации, он просто хотел обратить внимание на то, что в его время не было инвариантного разделения гравитационных сил и сил инерции. С изложенной здесь точки зрения не может быть гравитационного поля, не обладающего таким инвариантным свойством, а именно неоднородностью, наблюдаемой как относительное ускорение соседних частиц. (Вспомним О. Гек-мана, который в своей книге «Космология», завершая описание теории Милна, требует такой инвариантной характеристики.)

Вопрос о применимости специальной теории относительности к ускоренным наблюдателям часто неправильно понимается. Как ясно показали Фок и другие, не существует какой-либо проблемы в записи специальной теории относительности в произвольных координатах в тензорной форме. Конечно, это просто другое описание плоского пространства Минковского. Проблема возникает только тогда, когда таких ускоренных наблюдателей снабжают измерительной аппаратурой и ставят вопрос о том, как эта аппаратура реагирует на ее ускорения. Весьма существенной здесь является конструкция этой аппаратуры, в то же время она совершенно не существенна для физической эквивалентности приборов, используемых двумя инерциаль-ными наблюдателями. Рассмотрим с этой точки зрения часы (например, одни, основанные на скорости распада некоторого радиоактивного ядра, вторые — на использовании атомной частоты, третьи — на колебаниях нагруженной пружины и четвертые— на биениях сердца морской свинки) и снабдим каждого из двух инерциальных наблюдателей набором часов одинаковой конструкции; тогда отношение скоростей хода собственных часов, наблюдаемых одним инерциальным наблюдателем, по принципу относительности необходимо совпадает с отношением скоростей хода, которые наблюдает на своих часах другой
Предыдущая << 1 .. 13 14 15 16 17 18 < 19 > 20 21 22 23 24 25 .. 220 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed