Столь же абсурдны проникшие к нам из иностранной печати сообщения об искусственном уничтожении тяжести тел. Для этого надо было бы сверхъестественным образом помещать эти тела вне пространства и времени, т. е. вне мира[1].
В этом разделе будут рассмотрены те следствия общей теории относительности, которые могут сравниваться с опытными фактами.
Математическая формулировка общей теории относительности весьма непохожа по внешнему виду на привычные уравнения ньютоновской механики. Однако в применении к движению планет уравнения теории тяготения Эйнштейна упрощаются настолько, что результаты почти точно совпадают с ньютоновскими.
Планеты в солнечной системе притягиваются не только к Солнцу, но и одна к другой. Из-за этого орбиты не являются точными эллипсами, а несколько, как говорят астрономы, возмущаются. Возмущения проявляются в том, что медленно изменяются элементы орбит, т. е. их наклоны к общей плоскости всей системы, отношения больших полуосей к малым, положения перигелиев в пространстве.
Расчетом таких эффектов занимается небесная механика. Теория сходится с наблюдениями для всех орбит, кроме орбиты Меркурия. Его перигелий поворачивается на 43" в столетие — быстрее, чем это могут произвести возмущения всех планет Солнечной системы.
Оказывается, что если рассчитывать движение планет по законам общей теории относительности, то для Меркурия как раз и получается этот поворот на 43". Для других планет эффект значительно меньше. Находясь на большем расстоянии от Солнца, они движутся медленнее, и на них слабее сказываются эффекты теории относительности: ведь в формулы всегда входит отношение скорости тела к скорости света. Кроме того, орбита Меркурия достаточно вытянута, что дает возможность с должной точностью определить положение перигелия в пространстве. Орбита Венеры, на которой тоже возможно было бы подметить эффект, гораздо круглее, так что труднее указать, где находится ее перигелий.
Совпадение данных для Меркурия является поразительным фактом предвидения.
Мы уже говорили, что роль прямых линий в поле тяжести играют геодезические линии. По ним распространяются и световые лучи. Но только следует помнить, что это линии в четырехмерном мире, так что их проекции на трехмерное пространство отнюдь не должны совпадать с проекциями четы рехмерных геодезических линий, по которым движутся планеты. У света эти проекции оказываются гораздо прямее.
Тем не менее, они не совершенно прямые. Проходя вблизи края Солнца, луч света отдаленной звезды несколько загибается (рис. 35). Угол между асимптотами к траектории луча доставляет 1,75". На небесный свод это отклонение проектируется в направлении от Солнца, как видно из рисунка. (Просмотр видеофрагмента)
В обычных условиях нельзя наблюдать звезду, находящуюся на небе так близко от Солнца: ее свет «утонет» в солнечных лучах. Но во время полного солнечного затмения звезды вблизи Солнца удается сфотографировать. После этого надо сравнить снимок со снимком той же части неба, когда Солнце находилось далеко от нее, и определить смещения звезд по величине и по направлению.
Наблюдения дают в общем удовлетворительное согласие с теорией. Неточности измерений при этом таковы, что на большее пока нельзя было рассчитывать.
Очень любопытно отметить, что отклонение света вблизи Солнца было предсказано полтораста лет назад из совсем других соображений. Закон тяготения Ньютона просто применили к частицам, имеющим скорость света, — ведь тогда еще многие верили, что свет переносится частицами.
|
Рис. 35. Отклонение световых лучей звезды, прошедших в поле тяжести Солнца. Угол между асимптотами на самом деле равен 1,75". |
Потом волновая теория света завоевала общее признание, иоб этом предсказании просто забыли. Оно дает эффект, вдвое меньший, чем теория относительности, тогда как современные наблюдения ближе к величине 1,75".
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
