Элементы общей теории относительности - Зельманов А.Л.
ISBN 5-02-014064-3
Скачать (прямая ссылка):
Когда рукопись книги уже была подготовлена, после непродолжительной болезни скончался Абрам Леонидович Зельманов - видный советский ученый, один из основателей советской космологической школы. С его именем связано становление и развитие математической космологии. А.Л. Зельманов создал ряд новых математических методов, которые нашли широкое применение для решения многих задач общей теории относительности, релятивистской космологии, астрофизики: методы хронометрически инвариантных и кинеметрически инвариантных величин, ортометрическая форма монадного формализма. Математическое содержание работ Абрама Леонидовича не заслоняет их четкой астрономической, наблюдательной направленности. В своих работах ученый всегда стремился выделить те величины, которые были бы свободны от произвола в математическом описании и могли быть наблюдаемы. А.Л. Зельманов развил релятивистскую теорию анизотропной неоднородной Вселенной и был уверен, что адекватное описание окружающего нас мира способна дать только эта теория. Важное место в творчестве А.Л. Зельманова занимают философские вопросы естествознания. Он одним из первых высказал мысль о связи условий возникновения жизни и разума в окружающей нас области Вселенной с общими свойствами Вселенной ("антропный принцип"). АЛ. Зельманову принадлежит крылатая фраза, характеризующая суть антропного принципа: "По-видимому, мы являемся свидетелями процессов определенных типов потому, что процессы других типов протекают без свидетелей".
В.Г. Агаков ВВЕДЕНИЕ
Место общей теории относительности в системе основных физических теорий
Теория относительности — это современная физическая теория пространства, времени и движения. К возникновению теории относительности привело понятие метрического пространственно-временного континуума. Специальная теория относительности (СТО) рассматривает пространство и время как континуум, свойства которого не зависят от находящихся в нем масс- Общая теория относительности учитывает зависимость свойств пространства-времени от материи, т.е. зависимость метрики пространства-времени от распределения, движения и состояния масс, и включает в себя как существенную часть теорию тяготения, основная идея которой состоит в том, что тяготение можно рассматривать как проявление геометрических свойств самого пространства-времени.
Обычно в специальную теорию относительности включают теорию инер-циальных систем отсчета, а в общую теорию относительности - теорию неинерциальных систем отсчета и теорию тяготения. Такое разграничение теорий оправдано тем, что теория неинерциальных систем отсчета и теория тяготения имеют общий математический аппарат — риманову геометрию и тензорный анализ. Тем не менее это не совсем правильно, так как теорию неинерциальных систем отсчета логически можно вьюести из теории инер-циальных систем отсчета, а теория тяготения имеет еще свою специфику, без которой она не может быть выведена из теорий инерциальных и неинерциальных систем отсчета.
Мы же в специальную теорию относительности включаем также теорию неинерциальных систем отсчета. В таком понимании СТО по существу совпадает с теорией, которую академик В.А. Фок называл просто теорией относительности.
Необозримо многообразие физических условий, известных в настоящее время непосредственно из опыта или предсказываемых теоретически. Это многообразие отражается совокупностью основных физических теорий, содержанием которых являются законы природы, т.е. законы взаимодействия и движения материи. Остановимся вкратце на основных физических теориях и отметим, какое место в системе основных физических теорий занимает общая теория относительности.
5 1. Ньютонова механика. Исторически первой из основных физических теорий была ньютонова механика. Огромен круг явлений, при которых оправдываются законы механики Ньютона и лежащие в их основе представления о свойствах пространства, времени и механического движения. Это представления об абсолютном пространстве и абсолютном времени, абсолютной системе отсчета и абсолютной одновременности, а также представления евклидовой геометрии. Общие уравнения ньютоновой механики не содержат каких-либо мировых универсальных констант. В ньютонову механику мы не включаем ньютонов закон тяготения и связанные с ним представления. Ньютонова механика охватывает только негравитационные взаимодействия и не рассматривает гравитационное взаимодействие тел.
2. Ньютонова гравитационная теория. Ньютонова гравитационная теория включает все законы и представления нь.отоновой механики и, кроме того, ньютонов закон тяготения и связанные с ним представления. К последним относятся: идея мгновенного дальнодействия, т.е. мгновенного распространения гравитационного взаимодействия на любые расстояния, идея универсальности этого взаимодействия (закон всемирного тяготения), идея независимости гравитационного ускорения пробной частицы от ее массы и других характеристик и свойств. (Пробными частицами при исследовании полей тяготения называются такие идеализированные частицыг размеры, форма, внутренняя структура которых несущественны и которые создают поля тяготения, пренебрежимо слабые по сравнению с рассматриваемым полем тяготения.)
