Читайте также:
|
Часто считают, что в основе общей теории относительности лежит принцип эквивалентности гравитационного и инерционного поля, который может быть сформулирован так:
Достаточно малая по размерам локальная физическая система, находящаяся в гравитационном поле, по поведению неотличима от такой же системы, находящейся в ускоренной (относительно инерциальной системы отсчёта) системе отсчёта, погружённой в плоское пространство-время специальной теории относительности. [13]
Иногда тот же принцип постулируют как «локальную справедливость специальной теории относительности» или называют «сильным принципом эквивалентности».
Исторически этот принцип действительно сыграл большую роль в становлении общей теории относительности и использовался Эйнштейном при её разработке. Однако в самой окончательной форме теории он, на самом деле, не содержится (смотри далее аксиоматику ОТО).
Важно отметить, что основным отличием пространства-времени общей теории относительности от пространства-времени специальной теории относительности (СТО) является его кривизна, которая выражается тензорной величиной — тензором кривизны. В пространстве-времени специальной теории относительности этот тензор тождественно равен нулю и пространство-время является плоским. Если применить принцип эквивалентности гравитационного и инерционного поля для описания движения ускоренной в инерциальной системе материальной точки, то фактически следует от плоского пространства-времени перейти к искривлённому пространству-времени ОТО. При этом искривлённое пространство-время возникает за счёт каких-то дополнительных источников вещества, расположенных таких образом, чтобы создавалась деформация пространства-времени и необходимая зависимость ускорения точки в заданной внешней системе отсчёта. В таком искривлённом пространстве-времени точка должна двигаться по инерции, а её ускорение в собственной системе отсчёта точки должно быть равно нулю.
В трактовке принципа эквивалентности гравитационного и инерционного поля часто допускают упрощения, полагая например, что пространство-время как в системе отсчёта ускоренной точки, так и в исходной системе отсчёта в специальной теории относительности является неискривлённым — плоским. Отсюда, зная ускорение в системе отсчёта точки, можно с помощью формул СТО пересчитать зависимость ускорения в ту систему отсчёта, относительно которой движется точка. Но на самом деле метрика в ускоренной системе отсчёта точки отличается от метрики плоского пространства Минковского (пространства-времени СТО), в противном случае не было бы различия между движением с постоянной скоростью и с ускорением. Кроме этого, сами формулы СТО выведены только для систем отсчёта, движущихся с постоянной скоростью, и являются первым приближением для формул с учётом ускорения. Решение задачи о метрике в ускоренной системе отсчёта показывает, что метрика становится функцией времени и координат. [14] Последнее связано с тем, что за счёт ускорения изменяется скорость движения системы. Вследствие этого постоянно изменяется период времени, необходимый для связи между точками системы посредством электромагнитной волны (точки системы всё быстрее «убегают» от источника волны), азначит меняются и пространственно-временные соотношения.
Дата добавления: 2015-01-07; просмотров: 34 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |