Теория гравитации

Здесь и рождается загадка: почему энтропия Вселенной в начале была низкой? Закон всеобщего тяготения Исаака Ньютона (1687) хорошо описывал общее поведение гравитации. Гравитация была первым взаимодействием, описанным математической теорией. Прозрение же Ньютона как раз и заключалось в том, что он объединил эти два типа гравитации в своем сознании.

В 1915 году Альберт Эйнштейн создал Общую теорию относительности, более точно описывающую гравитацию в терминах геометрии пространства-времени. Таким образом, выражаясь современным языком, считалось, что имеются два типа гравитации, и это представление устойчиво закрепилось в сознании людей того времени.

Потенциальность гравитационного поля влечёт за собой закон сохранения суммы кинетической и потенциальной энергии и при изучении движения тел в гравитационном поле часто существенно упрощает решение. В рамках ньютоновской механики гравитационное взаимодействие является дальнодействующим. Это означает, что как бы массивное тело ни двигалось, в любой точке пространства гравитационный потенциал зависит только от положения тела в данный момент времени.

Однако, поскольку оно действует на любых расстояниях, и все массы положительны, это, тем не менее, очень важная сила во Вселенной. Наиболее простой задачей небесной механики является гравитационное взаимодействие двух точечных или сферических тел в пустом пространстве. Эта задача в рамках классической механики решается аналитически в замкнутой форме; результат её решения часто формулируют в виде трёх законов Кеплера.

Одним из важных предсказаний ОТО является гравитационное излучение, наличие которого было подтверждено прямыми наблюдениями в 2015 году. В связи с тем, что квантовые эффекты гравитации чрезвычайно малы даже в самых экстремальных и наблюдательных условиях, до сих пор не существует их надёжных наблюдений.

Таким образом, в ОТО гравитация интерпретируется как геометрический эффект, причём пространство-время рассматривается в рамках неевклидовой римановой (точнее псевдо-римановой) геометрии. В связи с тензорным характером уравнений ОТО, а также со стандартным фундаментальным обоснованием её формулировки, считается, что гравитация также носит тензорный характер.

Теория Эйнштейна — Картана (ЭК) была разработана как расширение ОТО, внутренне включающее в себя описание воздействия на пространство-время, кроме энергии-импульса, также и спина объектов. В теории ЭК вводится аффинное кручение, а вместо псевдоримановой геометрии для пространства-времени используется геометрия Римана — Картана. В результате от метрической теории переходят к аффинной теории пространства-времени.

Следовательно, скалярно-тензорные теории, как ОТО и РТГ, относятся к метрическим теориям, дающим объяснение гравитации, используя только геометрию пространства-времени и его метрические свойства. Несмотря на более чем полувековую историю попыток, гравитация — единственное из фундаментальных взаимодействий, для которого пока ещё не построена общепризнанная непротиворечивая квантовая теория.

В ней делается попытка сформулировать квантовую теорию поля без привязки к пространственно-временному фону, пространство и время по этой теории состоят из дискретных частей. Петлевая квантовая гравитация позволяет описать все частицы стандартной модели, не требуя для объяснения их масс введения бозона Хиггса.

Тут ему и пришло в голову, что, возможно, это одна и та же сила заставляет и яблоко падать на землю, и Луну оставаться на околоземной орбите. Чтобы в полной мере оценить весь блеск этого прозрения, давайте ненадолго вернемся к его предыстории.

Как и все физические законы, он облечен в форму математического уравнения

Все считали, что есть земная гравитация, действующая на несовершенной Земле, и есть гравитация небесная, действующая на совершенных небесах. Согласно этому закону между любой парой тел во Вселенной действует сила взаимного притяжения.

Гравитация — слабейшее взаимодействие. Физики считают, что ответ на этот глубокий и сложный вопрос может скрываться в хорошо знакомой нам всем гравитации. В этом случае тело перемещается в направлении потока материи, или это то, что мы называем гравитацией. В стандартном подходе общей теории относительности (ОТО) гравитация рассматривается изначально не как силовое взаимодействие, а как проявление искривления пространства-времени. В великой же системе мироустройства по Ньютону законы Кеплера становятся прямым следствием универсальных законов механики и закона всемирного тяготения.

Еще про iPhone:

  • Управляемые и неуправляемые средства воздушной войныУправляемые и неуправляемые средства воздушной войны Логика войны и мира» рассказывается о «парадоксальной» (диалектической) логике, лежащей в основе стратегического мышления. Может быть, это чересчур смелое утверждение, когда речь идет о […]
  • Рост и вес (основные стандарты)Рост и вес (основные стандарты) В 3 месяца «немец» – это толстый бутуз, а в 7 похож на взрослого пса. В 10 месяцев рост в холке у немецкой овчарки прекращается, но все же, это еще щенок, его организм продолжает […]
  • Морфологические признакиМорфологические признаки Сначала обозначим самые распространённые «ловушки», в которые попадает школьник при морфологическом разборе причастия. Хотите узнать, как сделать морфологический разбор особых форм […]
  • Что делать, если айфон 5s не включаетсяЧто делать, если айфон 5s не включается Например, айфон может не включаться. Здравствуйте. Я купил Китайский айфон и он почему то не включается,что мне делать? В итоге iPhone не заряжается и не включается должным образом. […]