Общей теории относительности 100 лет
25 ноября 1915 года Альберт Эйнштейн, наконец, объявил полные математические подробности своей общей теории относительности (ОТО) в последней из четырех статей, но гравитация и природа пространства остается сегодня такой же загадочной, какой была в те дни. В настоящее время мы все привыкли слышать о том, как эта теория описывает гравитацию как «искажение пространства» и что общая теория относительности привела к ряду сенсационных открытий и объяснений, вроде космологии Большого Взрыва, черных дыр и замедления хода времени под влиянием гравитации.
Мы даже слышали о том, что согласно эффекту Лензе — Тирринга, предсказанному в 1918 году, вращение тел может «стягивать» само пространство и вызывать интересные, но очень слабые изменения поведения вращающихся гироскопов в гравитационном поле. Этот странный феномен детально изучил спутник NASA Gravity Probe B.
Для того чтобы узнать побольше об общей теории относительности, далеко ходить не придется — материала в Интернете валом. Но несмотря на ее значительность и существенный прогресс, который она обеспечила, остаются весьма колючие детали, над которыми ученые либо работают, либо пытаются наблюдать их непосредственно.
Основные идеи
Теория относительности базируется на идее о том, что пространство и время образуют единую физическую сущность под названием пространство-время. Каждый раз, когда вы пытаетесь описать поведение чего-то, вы должны описывать его эффекты не только в связи с тремя измерениями пространства, но и четвертым временным измерением. Они тесно связаны друг с другом, особенно когда вы математически описываете физические процессы. Вы не можете просто преодолеть расстояние из одной точки в другую с определенной скоростью, вы должны учитывать, как это движение меняется с течением времени. Все это простейшие вещи. Написано множество статей на тему того, как «движение замедляет ход времени» и «объекты сжимаются по направлению движения». Но ОТО добавляет одну странную деталь к описанию четырехмерного пространства-времени.
Общая теория относительности в первую очередь утверждает, что пространство-время и гравитационные поля — одно и то же. Они описываются одним и тем же математическим символом в теории. Гравитация — это не сила вообще, а определение того, как объекты движутся в пространстве-времени. Если они движутся по прямому пути, никакой гравитационной силы не будет вообще. Вот что вы почувствовали бы в идеально пустом пространстве. Но в присутствии материи (или энергии) пространство-время искажается геометрически, так что самые прямые из возможных линий в четырех измерениях становятся искаженными. Мы испытываем это искривление в четырех измерениях как изменение ускорения или гравитационную силу между этими объектами. Но почему объекты (и энергия) могут искажать пространство-время, этот вопрос и по сей день остается без ответа.
В других ситуациях, например, с электромагнитной силой, мы имеем дело с полем, которое растягивается через пространство и расширяется со скоростью света из своего источника. Это поле силы заключено в пространстве, подобно краске, заключенной в мазке на вашей стене. Но ОТО говорит, что гравитация совсем не похожа на это. То, что мы называем пространством-временем, является гравитацией само по себе. Гравитация — не краска на поверхности пространства-времени, подобно электромагнитному полю. Чтобы понять, что есть гравитация в полной мере, вам нужно хорошо понять, что такое пространство и время как физические вещи, а не математические абстракции. Эйнштейн оставил две таких вот цитаты:
«Пространство и время являются принципами нашего мышления, а не условий, в которых мы живем».
«Пространство-время не претендует на собственное существование, а только на структурное качество гравитационного поля».
Не все силы одинаковы
За последние 100 лет мы научились из многочисленных экспериментов, что гравитация принципиально отличается от других трех сил. Три эти силы, электромагнетизм, сильное и слабое ядерное взаимодействие, служат нам для описания природы вещества и его взаимодействия. Это описание называется Стандартной моделью и показывает себя на удивление точной математической моделью, которая способна объяснить самые сложные эксперименты, проводимые в настоящее время на Большом адронном коллайдере в CERN.
Хотя физики пытались описать гравитацию (пространство-время) тем же математическим языком, что используется в Стандартной модели, это привело к массе технических проблем. Не потому, что математики недостаточно изобретательны (в конце концов, в результате этого у нас появилась теория струн и квантовая петлевая гравитация), а потому что все это не дает ни малейшего доказательства того, что гравитация (пространство-время) является того же рода «квантовым полем», что и присущие Стандартной модели. Лауреат Нобелевской премии Фримен Дайсон отмечал, что:
«…теории квантовой гравитации могут быть непроверяемы и научно бессмысленны. Классическая вселенная и квантовая вселенная тогда могли бы сосуществовать тихо и мирно. Не было бы никакого несоответствия между двумя этими картинами. Обе картины вселенной были бы верными и поиск теории объединения оказался бы иллюзорным».
Ричард Фейнман также отметил в 1962 году, что «крайняя слабость квантовых гравитационных эффектов в настоящее время представляет некоторые философские проблемы. Может быть, природа пытается сказать нам что-то новое, может, мы не должны пытаться квантовать гравитацию. Все еще возможно, что квантовая теория не гарантирует нам, что гравитация должна квантоваться».
Сегодня мы знаем о теории струн и других математических моделях пространства-времени и гравитации, но они не отражают картины того, как может выглядеть гравитация или пространство-время. Подобно схематическим диаграммам, используемым для сборки радиоприемников, которые не описывают движение электронов через цепь компонентов, струны и петли просто могут быть нашими математическими инструментами, которые помогают проводить определенные типы вычислений. Они также похожи на символические диаграммы Фейнмана, используемые для описания электромагнитных квантовых взаимодействий. Эти вычисления, впрочем, на практике не необходимы, поскольку в настоящее время нет данных, которые сообщали бы о необходимости «квантовать» гравитацию для объяснения известных наблюдаемых измерений.
Мы можем утверждать, что физика была бы проще, если бы пространство-время квантовалось, но нет никаких свидетельств того, что наша особая тяга к объединению действительно необходима настоящему миру. Природа может быть математически более красивой, если пространство-время будет полем, состоящим из гравитонов или других квантовых элементов, но эти нужды подгоняются математическими интересами, а не очевидными или необходимыми требованиями физики. И все же игра стоит свеч, поскольку ОТО в свои сто лет продолжает задавать нам вопрос, как материя может «генерировать» пространство-время вокруг нас или, наоборот, как пространство-время может генерировать вселенную и ее физическое содержание. В теории Эйнштейна есть решения, в которых пространство-время не содержит материи вообще и, таким образом, вообще не требует его источника. Новейшие теории вообще указывают на то, что информация более фундаментальна, чем само пространство-время.
Все это сводится к одной простой вещи: если мы не знаем, чем является пространство-время с точки зрения физического агента, как мы вообще можем пытаться понять гравитацию или пытаться манипулировать ей искусственно, не говоря уж о создании «варп-двигателей»?
Возможно, когда ОТО исполнится 200, мы все это поймем. Или нет?
http://hi-news.ru/science/pozdravim-ejnshtejna-100-let-obshhej-teorii-otnositelnosti.html
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Последние аномальные новости

В Макминвилле ежегодно проводится фестиваль НЛО

Вглядываясь в океан Плутона с помощью математических моделей

Ведьма усыновила одержимого клоуна

Взрыв новой звезды, видимый невооруженным глазом

Дом-НЛО получил статус объекта культурного наследия

Железный снег может раскрыть секреты жизни на Европе

Жители японского города увидели девять жутких столбов света

Закон о прозрачности в отношении НЛО

Зонд Психея запускает свои фантастические двигатели

Инструмент НАСА готовится к съемке экзопланет

Кристаллы для усовершенствования квантовых компьютеров

Метеорологический спутник засек огненный шар

Предполагаемая посадка НЛО в Харрисонбурге

Радар зафиксировал загадочные показания на ранчо Скинуокер

Роботы отнимают у нас рабочие места и самоуважение

Самые населенные призраками острова - 3

Создание искусственных клеток для измерения потока энергии

Член экипажа Нимица упал за борт из-за НЛО

Экзозатменения можно использовать для выявления экзолун

Ярмарка НЛО в Пайн-Буше возвращается

Телескопы с автонаведением. Удобные инструменты для наблюдения звездного неба

Почему шумит холодильник

Возможно, скоро мы узнаем гораздо больше об НЛО

Вымерший тасманийский тигр попал на камеру

Высокоэнергетический мюонный пучок для поиска темной материи

Изучение экстремальных ситуаций в поисках жизни на Марсе

Марс может столкнуться с большим количеством астероидов

Мертвого робота сняли с орбиты Марса

Микроскопическое происхождение энтропии черных дыр

Моряк с Нимица рассказал об НЛО

На внешних планетах системы TRAPPIST-1 есть вода

Наилучшие доказательства древней жизни на Марсе

Нейтроны открывают окно для исследования космического стекла

НЛО приземлился рядом с военной базой ВВС США

Пирамиды построены вдоль давно исчезнувшей реки

План привлечения инопланетян на Землю

Пугающее предупреждение о портрете короля Чарльза

Путь к созданию более быстрых и гибких роботов

Телескоп впервые позволяет заглянуть внутрь экзопланеты

Технологии Star Trek могут сократить время полета на Марс

Фрагмент кометы взорвался над Испанией и Португалией

Экзопланета WASP-107 b слишком раздутая

Землеподобную планету нашил у сверххолодной звезды

ИИ ответит на сложные вопросы физики

Информация об НЛО станет достоянием общественности

Как материя погружается в черную дыру

Компания Neuralink надеется правильно установить имплантат

Мой прадедушка был лидером культа с дикими убеждениями

Наблюдение НЛО во время затмения вызвало интерес

НЛО приземлился на базе ВВС США Эллсуорт

НЛО пролетел мимо поля для гольфа в Абердине

Обнаружили сливающиеся квазары-близнецы

Обнаружили слияние самых удаленных черных дыр

Ответы на сложные вопросы о черных дырах

Подземная аномалия обнаружена вблизи пирамид в Гизе

Радар обнаружил НЛО над ранчо Скинуокер

Редкие нейтральные атомарно-углеродные поглотители

Робот из 'Черного зеркала' замечен на британской улице

Секреты, которые церковь скрывала десятилетиями

Формирование ключевого ингредиента для жизни

Формирование черных дыр с помощью натальных толчков

Четырехэтапное руководство по жизни на Марсе

Аниме. Жанры

Чикси - сеть ресторанов быстрого питания

Городок, где за детьми с привидениями гонятся призраки-убийцы

Гравитационные линзы могут фиксировать слияния черных дыр

Железо-сернистые минералы расскажут о первых микробах

Загадочный инцидент в Рендлшемском лесу

Закон заставит правительство рассекретить все фильмы об НЛО

Зарождение звезды, похожей на Солнце

Изображения ледяной оболочки Европы

ИИ раскроет секреты некодирующих генов

Искусственный интеллект может привести к гибели человечества

Люди будут жить в городах на Марсе в ближайшие 30 лет

Некоторые хитроумные способы поиска первичных черных дыр

Новые правила Папы не позволят наживаться на чудесах

Обнаружили три старейшие звезды во Вселенной

Почему полярные сияния так трудно предсказать

Сверхъестественные явления учащаются

У человечества нет значимой защиты от ИИ

Уфолог нашел нечто более тревожное, чем инопланетяне

Что Ватикан знает об инопланетянах

Экзопланета с плотностью как у сахарной ваты

Экзо-Сатурн теряет массу недостаточно быстро

Аниме. Отличительные особенности и причины популярности

Джордж Сорос. Финансист и благотворитель

Варп-двигатель возможен в рамках известной физики

Ватикан опубликовал руководство по сверхъестественному

Воскрешение людей подвергнутых криогенной заморозке

Доказательства существования инопланетян

Загадочный подземный вход рядом с Великой пирамидой

Западная Вирджиния является центром исследований НЛО

Захватывающие снимки ледяной Европы

Как древние египтяне строили пирамиды

Конференция Папы Франциска поднимает вопросы об НЛО

На кадрах НАСА видно, как НЛО разбился на Марсе

НАСА снабдит астронавтов роботизированными конечностями

НЛО заметили в Джайпуре

НЛО замечен над ранчо Скинуокер

Обнаружили признаки гигантских инопланетных электростанций

Разгадана ли, наконец, тайна египетских пирамид

Создали прозрачный бамбук

Сокрытие ключевой корреспонденции AATIP

Тайна пирамид, наконец, может быть разгадана

Уфологический туризм недалеко от горы Фудзи

Уфологический фестиваль McMenamins в Макминнвилле

В Британии разрабатывают новое энергетическое оружие

Военные США начали тестировать робопсов

Выброс плазмы зарегистрировали на Марсе

Горячая землеподобная экзопланету у холодного карлика

Жириновский предрек назначение Дегтярёва министром спорта

Неизвестное существо убило за раз 17 коз и овец

Непорочное зачатие и редактирование генов

НЛО над Питером - вряд ли проделки Илона Маска

НЛО над Санкт-Петербургом и Карелией

НЛО, Бог и грань понимания

Новое свидетельство существования планеты-призрака

Парадоксы путешествий во времени

Предложили новую теорию образования Луны

Пришельцы живут среди нас - США их скрывают

Реальные кадры НЛО над Петрозаводском

Решили загадку невозможной звезды

Странные облака над Воронежем

Таинственное маленькое существо, перебежавшее дорогу

Уничтожение человечества остановит изменение климата

Ученый предрек контакт человечества с инопланетянами

Бигфута сняли из поезда

Грядущий сдвиг магнитных полюсов

Законодатель призывает к рассекречиванию документов об НЛО

Конгрессмен предлагает рассекретить документы об НЛО

Крошечные спутники предоставляют информацию о космосе

Лучшие документальные сериалы для уфологов

Магнитные тороиды обнаружили в гало Млечного Пути

Моделирование условий на Энцеладе

Нетривиальная космическая топология

Обнаженного инопланетянина сняли в 1986 году

Обнаружили объект, похожий на остаток сверхновой звезды

Органические вещества в марсианских отложениях

Очевидеца НЛО получила троллинг в социальных сетях

Призрак смотрит на спящего мальчика

Процесс синтеза редких ядер во Вселенной

Рекордный по размеру протопланетный диск

Состоялась премьера фильма 'Бог против пришельцев'

Сравнительный анализ примитивных астероидов

Сросшиеся близнецы-пауки

Чиновники Пенсильвании расследовали наблюдения НЛО

Инновационные Мобильные Кондиционеры BALLU. Универсальное решение для вашего комфорта

Какие существуют виды дверных ручек

Автор рассказывает о наблюдениях НЛО в Монтане

ИИ предсказывает структуру молекул живых организмов

ИИ формирует будущие стратегии продаж

Инопланетяне остановили военный конвой

Инструкции по классификации записей об НЛО

Квантовая биология для новых методов лечения

Космические истоки жизни

Костюм для выхода в открытый космос от SpaceX

Моя дочь играла с бигфутом

Не слишком ли много спутников у нашей галактики

Необычные явления в распределении количества электронов

Первое в мире судно, работающее на дровах

Почему мы не смогли установить контакт с инопланетянами

Представители разведки США интересовались НЛО в Канаде

Президент США Джимми Картер видел НЛО

Премьера фильма 'Бог против пришельцев' состоится в Каннах

Программа по реверс-инжинирингу НЛО в Лас-Вегасе

Создали пятиполосную супермагистраль для электронов

Что Венера может рассказать нам о жизни в других мирах

Что вызывает различные цвета полярного сияния

Волны невидимой материи могут нарушать орбиты звезд

Гидродинамический выход на экзопланетах с малой массой

Древнеегипетская богиня неба

Женщина сняла приведение в тюрьме

Звезда НФЛ говорит об анти-ваксе и демонических НЛО

Звездная теория, объясняющая происхождение фосфора

ИИ уже развил зловещие навыки

Марсоход следит за остатками марсианской реки

Мужчине удалили огромную опухоль на голове

НЛО замечен над Сток-он-Трентом

Обнаружено семь потенциальных сфер Дайсона

Одержимая девочка подверглась 67 экзорцизмам

Погода в Бразилии породила множество теорий заговора

Правительство США имело дело с внеземными существами

Самые удивительные и необъяснимые артефакты

Свидетельства правдивости библейских историй

Таинственный спутник Юпитера Амальтея

Усилия по сохранению жизни на Марсе

Подписка на новости
Наверх