Не следует особенно удивляться тому, что результат, полученный так давно, отличается от современной теории только вдвое: в формулу для отклонения световых лучей с необходимостью должны входить одни и те же величины, по какой бы теории его ни рассчитывать. Эти величины — масса Солнца, радиус Солнца, скорость света и постоянная тяготения. Из них единственным способом составляется выражение угла так, чтобы сантиметр, грамм и секунда взаимно сократились в размерностях и осталась безразмерная величина радианной меры угла. Но остается неопределенным числовой коэффициент впереди — это и есть та самая двойка, на которую результат общей теории относительности исправляет прежний.
Надо еще добавить, что из факта отклонения световых лучей в поле тяжести никак не следует, что свет распространяется в виде частиц. Световые лучи в данном случае надо понимать как линии, перпендикулярные к фронту световых волн. У этих линий — свойство геодезических.
Как уже указывалось, вблизи гравитирующих тел меняются свойства и пространства, и времени. Часы, помещенные в поле тяжести, должны идти несколько медленнее, чем вдали от гравитирующего тела.
Произвести такой опыт непосредственно с часами затруднительно. Однако эталоны времени хранятся в природе и помимо часов, сделанных человеком, — в атомах. Частоты колебаний световых волн, испускаемых атомом, и являются одним из таких эталонов. Атом в поле тяжести звезды испускает свет меньшей частоты, чем в данной спектральной линии такой же атом на Земле. Все линии в спектре звезды сместятся к красному концу. Этот эффект действительно наблюдается.
Недавно Паунду удалось воспроизвести его и в земных условиях, удаляя излучатели на какие-нибудь 10 мпо высоте. Излучали в этом случае не атомы, а атомные ядра. Возможность столь точного измерения частоты ядерных излучений открывается, благодаря особому свойству атомов в кристаллах, открытому Мессбауэром.
Другие явления, т. е. вращение перигелия Меркурия и отклонение световых лучей вблизи Солнца, тоже дают подтверждение эйнштейновской теории тяготения. Но и здесь наблюдаются только малые поправки к дорелятивистской физике. Между тем есть весьма важная область естествознания, где общая теория относительности играет решающую роль. Речь идет о космологии, или строении мира, как целого.
Космология волновала человеческий ум с незапамятных времен. Мы не будем касаться космологических построений, имеющих только историко-культурный интерес, а рассмотрим ту основную проблему, которую выдвигало учение о мире как целом, базируясь на ньютоновской теории тяготения.
Считая пространство евклидовским, надо было безоговорочно признать его бесконечным. Иначе пришлось бы воздвигнуть какие-то границы Вселенной, что со времен Возрождения уже никого из ученых не устраивало. Естественно было полагать, что бесконечная Вселенная везде содержит вещество, либо пришлось бы признать, что материя образует только отдельный остров во Вселенной, в остальных частях пустой.
В лучшем случае удавалось расположить эти острова так, что средняя плотность массы во Вселенной оказывалась равной нулю (это никак не подтверждается современными астрономическими данными).
Для чего же нужно было строить модель Вселенной, в которой плотность материи равнялась нулю? Потому что гипотеза о конечной средней плотности не вяжется с ньютоновским законом тяготения. Сила тяжести от далеких звезд убывает обратно пропорционально квадрату расстояния до них, а общее число звезд растет прямо пропорционально занимаемому объему, т. е. кубу расстояния. Отсюда получается бесконечная величина общей силы тяготения, действующей на любое тело во Вселенной, На фоне этой силы Земля не почувствовала бы притяжения Солнца, а знаменитое ньютоновское яблоко (если оно существовало) — притяжения Земли. Поэтому теоретические занятия космологией на основе закона тяготения Ньютона, без учета общей теории относительности, относятся к числу попыток с заведомо негодными средствами.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.