Есть ли что-нибудь абсолютное в теории относительности
Теория относительности одновременно проста и элегантна, но в то же время до безумия неинтуитивна. Нет необходимости вдаваться здесь во всю суть и славу этой теории, но есть одна особенность работы Эйнштейна, которая занимает центральное место и в конечном итоге приведет его к полному изменению теории гравитации Ньютона, изменив сами наши представления о структуре гравитации. Вселенная. И эта особенность заключена прямо в названии: относительность. Эйнштейн обнаружил, что то, что мы когда-то считали неизменным, было не чем иным, как. Но чтобы понять, как Эйнштейн переписал идеи Ньютона, нам сначала нужно немного повернуть время назад и понять идеи Ньютона. Когда Ньютону пришла в голову идея гравитации, силы, исходящей от всех объектов и соединяющейся со всеми объектами, ему понадобилась Вселенная, чтобы сделать эту силу универсальной. Когда Солнце протягивает руку своей гравитации и дает указания всем планетам, даже могучему Юпитеру, куда двигаться дальше, этим планетам необходимо знать, где они находятся относительно Солнца.
Когда я срываю яблоко с дерева и позволяю ему упасть, яблоку нужно знать, как далеко оно находится от Земли, чтобы оно могло иметь правильную скорость ускорения. Все во Вселенной должно знать, где находится все остальное, чтобы гравитация могла действовать с соответствующей силой. Итак, Ньютон представлял космос как обширную фиксированную сетку, ряд универсальных правил и главных часов, а также абсолютную систему отсчета, из которой можно было принимать все остальные меры. (Я должен отметить, что это не следует воспринимать буквально. В пустоте космоса не плавают гигантские часы, отсчитывающие абсолютное время, и не существует буквально сетки отмеченных правителей, пересекающих космос. Это все математическая основа, обеспечивающая механизмы расчета гравитационных сил, но потребность в этой основе имеет первостепенное значение в работе Ньютона.) Итак, с точки зрения Ньютона на гравитацию, каждое гравитационное взаимодействие должно рассчитываться относительно этой универсальной, фиксированной, абсолютной системы отсчета. Сущности нашей вселенной должны знать, где они находятся относительно этой фиксированной системы координат, чтобы гравитация могла иметь правильную силу в нужное время и в нужных местах.
Но работа Джеймса Клерка Максвелла по электромагнетизму противоречила этой универсальной системе отсчета (хотя Максвелл в то время этого не осознавал). Гениальная математика Максвелла говорила, что скорость света всегда и навсегда остается скоростью света. Неважно, как быстро вы двигались или в каком направлении двигались, приближался ли к вам свет или удалялся, это не имело значения. Свет двигался со скоростью света. Если бы существовала некая универсальная система отсчета, некие главные часы и абсолютная линейка, как предположил Ньютон, тогда скорость света должна была бы быть только скоростью, относительно которой он находится относительно этой абсолютной системы отсчета, потому что эта абсолютная система отсчета является эталоном, относительно которого можно измерять. все движение. Итак, существование этой абсолютной рамки должно позволить вам передвигаться верхом на луче света и видеть его фиксированным и застывшим на месте. Кто должен победить в этой титанической битве гигантов объединения, Максвелл или Ньютон? Есть ли у Вселенной фиксированная система отсчета, по которой мы можем судить обо всех движениях, или же некоторые вещи, например скорость света, неизменны и постоянны и не зависят от нашей точки зрения?
Эйнштейн выбрал Максвелла, и Эйнштейн был прав. Не существует универсальной системы отсчета, главных часов или абсолютного правителя. Невозможно судить о движении, кроме как на основе относительных точек зрения каждого наблюдателя. Другими словами, это относительность в теории относительности: любое движение относительно. Если бы Эйнштейн проезжал мимо меня на своем велосипеде, я мог бы сказать только, что он движется с моей точки зрения. С его точки зрения, он мог справедливо утверждать, что он неподвижен, а я был в движении. Отказавшись от понятий абсолютного времени и пространства, Эйнштейн кое-что получил за свои усилия. Не все вещи относительны; во Вселенной есть некоторые константы. А именно законы физики. Все наблюдатели, великие и все, медленные и быстрые, направленные и бесцельные, все наблюдатели согласны в общности законов физики. В качестве примера можно привести уравнения Максвелла. Говорят, что скорость света постоянна. Конец. И это так: каждый наблюдатель во Вселенной, независимо от его положения, скорости или ускорения, всегда будет видеть одну и ту же скорость света.
