Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Мицкевич Н.В. -> "Физические поля в общей теории относительности" -> 44

Физические поля в общей теории относительности - Мицкевич Н.В.

Мицкевич Н.В. Физические поля в общей теории относительности — М.: Наука, 1969. — 329 c.
Скачать (прямая ссылка): fizicheskiepolyavobsheyteorii1969.djvu
Предыдущая << 1 .. 38 39 40 41 42 43 < 44 > 45 46 47 48 49 50 .. 141 >> Следующая


Поэтому естественно обратиться именно к эксперименту для решения вопроса о том, является ли гравитация чисто геометрическим свойством реального мира, или она может быть поставлена в один ряд с другими физическими полями (при всей специфике, на которую она, как и всякое поле, «имеет право»). Мы говорим їв физике о материальных объектах, т. е. о разных конкретных проявлениях (видах) материи, как о носителях характеристик взаимодействия. Тогда можно с уверенностью утверждать, что объективно существующий объект, взаимодействующий с другими объектами, будет вполне соответствовать обычному определению материи, т. е. будет дан нам в ощущении. Таким образом, проблема материальности переводится на язык взаимодействия. Наиболее универсальной характеристикой взаимодействия является энергия (масса), которой, как известно, обладают все материальные объекты без исключения.

Проблема существования гравитационной энергии, конечно, интересна и сама по себе, но в этом плане оца приобретает особую остроту. Мы укажем еще одно хорошо известное обстоятельство, дающее несомненное решение этой проблемы с качественной стороны. Прежде всего, подчеркнем, что мы исходим из концепций близко действия и физического релятивизма, т. е. считаем, что при взаимодействии на расстоянии та характеристика, которой обмениваются взаимодействующие тела, может передаваться лишь через посредство некоторого агента, распространяющегося с конечной (не превышающей световую) скоростью в соответствии с принципом причинности. В связи с этим можно утверждать, что потенциальная энер-

98

гия, приобретаемая закручивающейся нитью подвеса крутильных весов, когда мы подносим к ним исследуемую массу, или кинетическая энергия маятника, возбуждаемая движущейся вблизи него в резонанс с его собственной частотой механически изолированной массой, переданы исключительно через гравитационное поле.

Другой важный пример относится к явлению, протекающему в космических масштабах. Это — приливные процессы, в которых в результате трения выделяется тепловая энергия, так что для поддержания приливной волны в пространстве между источником (притягивающей массоц) и нагрузкой (притягиваемой массой* подверженной трению) должен образоваться поток энергии. Так как в этом промежуточном пространстве нет ничего, кроме гравитационного поля, то на промежуточном этапе передачи энергии она должна принадлежать только этому последнему. Отсюда с необходимостью следует факт существования гравитационной энергии. Такой эффект передачи энергии гравитационным полем хорошо изучен, и на основании его даже построена теория эволюции системы Земля — Луна1. Для более детального анализа разберем следующий мысленный эксперимент. Пусть имеется система двух тяготеющих тел (назовем их «Землей» и «Луной»). Пусть «Земля» неподвижна (в частности, не вращается) относительно далеких звезд, а приливное трение отсутствует. Вращение «Луны» пусть осуществляется по строго круговой орбите, а все процессы стационарны. Естественно, что при этом потока энергии между «Луной» и «Землей» нет. Мгновенно включим теперь приливное трение. Так как взаимодействие может распространяться лишь с конечной скоростью, IO первоначально удаленные от «Земли» участки гравитационного поля «не будут знать» о включении трения, и энергия должна будет отниматься от ближайших участков гравитационного поля. Такая зона пониженной энергии в гравитационном поле будет постепенно приближаться к «Луне», пока, наконец, эта последняя не начнет отдавать свою энергию полю, поддерживая поток энергии в пространстве. Так как из теории Ньютона хорошо известно, что в случае статического слабого гравитационного поля плотность его энергии отрицательна, то это же можно заключить и для квазистатического поля вблизи медленно движущихся тел. Поэтому извлечение энергии из поля приливным трением влечет за собой еще большее уменьшение плотности гравитационной энергии в области ее переноса. Это приводит к усилению гравитационного поля в этой области (энергия поля отрицательная, а ее модуль пропорционален квадрату напряженности поля). Наконец, если даже не рассматривать гипотетического процесса включения приливного трения, а брать первоначально (начальное условие) не вращающуюся «Землю», то за счет приливного трения она через некоторое время приобретет какую-то скорость вращения, а с нею и соответствующую энергию. Очевидно, что эта энергия может поступить к ней лишь от «Луны», и только через гравитационное поле (то же можно заключить и о переносе момента импульса). Все сказанное позволяет сделать совершенно строго заключение о наличии у гравитационного поля энергии, способной превращаться в другие ее формы (механическую, тепловую и т. п.).

Мы рассмотрели процессы, протекающие в зоне индукции (ближней зоне) гравитационного поля. Нам пока ничего не известно о реальности гравитационных волн (зона излучения) ввиду ряда технических трудностей, стоящих на пути исследования. Однако для принципиального доказательства существования гравитационной энергии достаточно и приведенного примера, независимо от решения проблемы волн. Вывод, полученный в зоне индукции, позволяет надеяться на существование реальных
Предыдущая << 1 .. 38 39 40 41 42 43 < 44 > 45 46 47 48 49 50 .. 141 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed