Prima confirmare a teoriei relativității. Cum a fost:
În 1919, chiar în timpul eclipsei, operațiile militare pe toate fronturile războiului mondial au fost oprite, dar nu sa terminat încă și ura beligeranților unul altuia a fost încă foarte puternică. În acea perioadă, o expediție a călătorit în orașul brazilian Sobral, iar al doilea, condus de Eddington, sa dus la insula Principe, lângă țărmurile Africii de Vest. Câteva minute de eclipsă solară totală, cu ajutorul telescoapelor, s-au făcut fotografii ale stelelor, care au fost observate apoi în vecinătatea discului solar acoperit de lună. Eddington a așteptat cu mare nerăbdare rezultatele rezultatelor măsurării deplasării imaginilor stea în raport cu pozițiile imaginilor lor în fotografii ale aceleiași secțiuni ale cerului înstelat, când nu era Soare. Prezența unor astfel de deplasări ar indica doar existența abaterii de razele de lumină trecând de la steaua spre Pământ în imediata vecinătate a Soarelui. Nu este greu să ne imaginăm bucuria când a devenit clar că rezultatele măsurătorilor preliminare vorbesc în favoarea teoriei lui Einstein.
Mai târziu, deja în Anglia, rezultatele ambelor experimente au fost studiate și analizate cu atenție. Concluzia ulterioară a fost din nou favorabilă. În acest sens, Societatea Regală din Londra, unde două secole anterior a prezidat Newton, a invitat toți membrii Societății Astronomice Regale la adunarea generală. La această întâlnire, aranjate în conformitate cu regulile ceremonialului limba engleză, a fost făcut un anunț oficial cu privire la rezultatele favorabile ale expediției, iar Einstein a fost numit un geniu, o teorie care concurează cu lucrările marelui Isaac Newton. Ziarele erau pline de mesaje despre acest eveniment istoric, iar Einstein a câștigat imediat faima mondială.
Când rezultatele observațiilor eclipsei din 1919 au confirmat deviația prezisă a razelor de lumină de către câmpul gravitațional al lui Einstein, el a fost cu adevărat încântat. Interesant, în Germania care a război, realizările teoriei lui Einstein au devenit proprietatea filistinului cu mult înainte de rapoartele rezultatelor expedițiilor care au observat eclipsa soarelui. În 1916, Einstein a scris o carte populară, comandată de editorul german, în care a subliniat principalele prevederi ale teoriei generale și generale a relativității. În acel moment, nici schimbarea roșie gravitațională, nici deformarea razei de lumină nu fuseseră încă confirmate experimental. Cu toate acestea, Einstein în cartea sa, după ce povestea despre calculul cu succes a mișcării de periheliu lui Mercur a scris, referindu-se la redshiftul și devierea luminii: „Nu am nici o îndoială că aceste predicții teoretice sunt verificate, de asemenea.“
Una dintre cele mai mari descoperiri din fizică, fără îndoială, este teoria generală a relativității a lui Einstein. Zece ani, 1905-1915 a luat Einstein pentru a merge de la relativitatea specială pentru astfel de lucrări de geniu, ca o teorie generală a relativității. În 1912, atunci când locul de muncă pe teoria generală a fost la înălțimea sa, el a scris prietenului său: „Niciodată în viața mea mulțime mea nu se încadrează în afara unei astfel de munci din greu în comparație cu teoria originală sarcina relativitatii - este joacă doar copilului.“. Principala forță motrice din spatele creării teoriei generale a relativității a fost nemulțumirea estetică a lui Einstein dezvoltat de momentul în care imaginea fizică a lumii. Teoria a produs o revoluție științifică cu adevărat revoluționară. În același timp, a cauzat și continuă să provoace o mulțime de controverse. În acest articol vom nu cu teoria (cunoștință cu teoria, vom dedica o lucrare separată), precum și cu confirmarea experimentală a acestei, mi se pare, nu mai puțin interesant este. V. Kalanov. Cunoașterea este putere.
Chiar și după ce teoria gravității lui Einstein a devenit recunoscută în lumea științifică, s-au făcut încercări de a construi o teorie a gravitației bazată pe alte principii. Cu toate acestea, de fiecare dată când sa dovedit că teoria lui Einstein a fost confirmată prin verificări experimentale și observații astronomice.
Teoria a fost testată atât prin metode directe, cât și prin metode indirecte. Testele indirecte confirmă euristică (din grecescul „Eurisko.“ - „găsi“), principii adoptate ca bază pentru teoria lui Einstein. Acest lucru, de exemplu, pentru a clarifica egalitatea masei gravitaționale și inerțiale (adică principiul echivalenței) format fizician maghiar Lorand von Eötvös în anii 1889-1908. si cercetator american Robert Dicke în 1964. Printre confirmările indirecte ale teoriei lui Einstein pot fi clasificate și deschis astronomul american Edwin Hubble de expansiune a universului, și descoperirea compatrioților săi Arno Penzias și radiații relicva Robert Wilson, care umple universul. Și totuși, este doar argumente indirecte în favoarea teoriei Datorită principiului echivalenței nu respectă ecuațiile lui Einstein Einstein - dimpotrivă, principiul este o consecință a ecuațiilor. Observațiile directe au confirmat efectele direct legate de ecuațiile câmpului Einstein.
Mișcarea periheliului lui Mercur.
Odată ce Einstein a construit tensorul ecuații gravitaționale câmp și nu finală, iar unele variante intermediare, s-au dovedit a fi destul de util pentru rezolvarea unor sarcini speciale, el a dat seama imediat, cu ajutorul lor de curbură spațiu-timp creat de soare. Apoi, folosind așa-numitele ecuații geodezice a arătat că, în timp ce cele mai multe dintre planete ar trebui să se deplaseze în mod substanțial, în conformitate cu predicțiile teoriei lui Newton, în cazul în care Mercur va fi abateri ușor observabile de la aceste predicții.
Oamenii de știință au știut de mult că, datorită influenței câmpurilor gravitaționale ale altor planete și pentru o serie de alte motive, Mercur se mută nu doar de-a lungul unei elipse, ci pe o elipsă care se transformă lent. Acest fenomen este numit precesiunea periheliului lui Mercur. Cu toate acestea, luând în considerare toate posibilele corecții ale legii newtoniene a gravitației universale, nu a permis explicarea completă a întregului efect. Sa dovedit că elipsa se rotește aproximativ 43 de secunde arc pe secol mai repede decât ar fi trebuit să se bazeze pe predicțiile teoriei Newtoniană corectată. Deci, Einstein a arătat că din ecuațiile sale, aceasta este exact diferența față de predicțiile teoriei lui Newton.
Calcule efectuate pe baza legii lui Newton a gravitației, arată că impactul total al tuturor planetelor cunoscute ar trebui să conducă la rotirea periheliu de orbita lui Mercur pentru un secol la 532 „(arcsecunde). Dar chiar și în 1859, astronomul francez Urbain Le Verrier (1811 -1877 ), uitam de mișcarea lui Mercur, a descoperit că, de fapt, această schimbare este 575“, adică. e. periheliu orbitei lui Mercur nu mutat așa cum a prezis de teoria lui Newton.
Deși diferența în 43 „și valoarea foarte puțin, dar cu toate acestea, depășește cu mult posibilele erori de observații. În primul rând, astronomii, inclusiv Le Verrier, a încercat să-l explice pentru aceleași motive ca și abaterea mișcării planetei Uranus din orbita calculată.
Leverrier a sugerat că există o planetă necunoscută între Soare și Mercur. Este atracția ei care provoacă o anomalie în comportamentul orbitei lui Mercur. Planeta a fost numită Vulcan (în mitologia romană, zeul flacării). Realitatea nu era deloc ceea ce gândea Leverrier. Nimeni nu a descoperit o planetă vulcanică, pentru că, în realitate, pur și simplu nu există. Pozițiile și încercările unei rafinări matematice a legii gravitației lui Newton nu ne-au salvat. De exemplu, Laplace emis ipoteza absorbției de greutate în mediul interplanetar prin introducerea unui factor de corecție la legea gravitației universale, dar a avut dificultăți în a explica imediat mișcările celorlalte planete.
Periheliu orbitei lui Mercur nu deplasat sub influența unui vulcan invizibil - mișcarea planetei cea mai apropiată de Soare este supus unei legi mai precisă a gravitației: nu Newton și Einstein.
În Einstein a fost posibil să se calculeze nu numai valoarea corectă a precesiunii periheliului lui Mercur, ci și direcția precesiunii corespunzătoare observațiilor. În plus, acest efect în teoria generală a relativității apare destul de natural, fără nici un fel de trucuri și date numerice potrivite pentru a aduce rezultatele teoretice în concordanță cu rezultatele observațiilor.
Potrivit lui Einstein, prezența unor mase mari de materie duce la o schimbare a proprietăților spațiului. Descrierea fenomenului de gravitație se schimbă fundamental. Conform lui Newton, această mișcare sub influența gravitației, conform lui Einstein, este mișcarea liberă a corpurilor în spațiu-timp curbat. Misterul mișcării lui Mercur găsește o explicație naturală, deoarece Mercur, fiind mai aproape de Soare decât alte planete, se mișcă într-un câmp gravitațional mult mai puternic.
Dar Einstein nu sa oprit aici. Mai El a calculat și magnitudinea deplasarea spre roșu gravitațională suferită de lumina pe drumul de la soare la pământ, precum și amploarea deviației de raze de lumina care trece aproape de suprafața Soarelui cauzată de câmpul gravitațional său.
Turnarea fasciculului luminos aproape de masa mare.
Dacă vă uitați la stea cu o oglindă, după cum se arată în figura (A). atunci imaginea stelei va fi deplasată în direcția indicată de linia punctată. Ceva similar se întâmplă în figură (B). din cauza deformării soarelui de un fascicul de lumină provenit de la o stea, se pare că este deplasat în direcția indicată de linia întreruptă. Observatorul de la punctul P este în umbra exprimată de lună. Pentru el, Soarele este complet acoperit de Lună, adică observă o eclipsă totală a soarelui (B). Deoarece lumina directă a soarelui nu intră în P., cerul devine mai întunecat, iar observatorul poate vedea stelele, inclusiv cele care sunt aproape de cerul umbrit al cerului și pe care altfel nu l-ar vedea. De aceea, a fost necesară o eclipsă totală a soarelui pentru a detecta abaterea fasciculului luminos. Astăzi, quasarii fac fără eclipse.
De asemenea, Newton a recunoscut că lumina este supusă gravitației. Acum este cunoscut în mod fiabil: lumina care se încadrează pe un obiect, exercită presiune asupra acestuia, adică poartă energie. Acest lucru este echivalent cu afirmația că lumina are masă (se estimează că aproximativ 160 de tone de lumină solară în greutate pe zi cade pe Pământ pe zi). Dar atunci o rază de la o stea îndepărtată, trecând lângă Soare, ca planete sau comete, trebuie să se miște de-a lungul unei traiectorii curbe. Și poziția vizibilă a stelei în cer va fi schimbată.
Deplasarea aparentă a stelei poate fi calculată, dar teoriile lui Einstein și Newton conduc la răspunsuri diferite. În primul caz este vorba de 1.75“, în al doilea - .. Jumătate din teoria lui Einstein face o corecție relativistă, datorită curbura spațiului în apropierea Soarelui pentru a stabili adevărul ajutat observații astronomice directe.
Cu toate acestea, după 50 de ani, începând din 1969, posibilitatea tehnică de a determina deplasarea de stele, indiferent de eclipse - măsurarea deformării undelor radio provenind din quasarul. Datorită observațiilor astronomice directe, s-au obținut valori apropiate de predicția lui Albert Einstein - eroarea lor nu a depășit 10%.
>>> Citiți mai departe: Confirmările experimentale ale relativității generale ale lui Einstein (Partea 2).
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: