Эйнштейннің гравитациялық теориясы. Жалпы салыстырмалылық теориясына қосқан үлесі.

Эйнштейн кеңiстiк, уақыт және материя туралы түсiнiктi түбегейлi түрде өзгертiп салыстырмалылықтың арнайы және жалпы теориясын құрды.Жалпы, салыстырмалылық теориясы бұл кез келген дененің төрт өлшемді уақыт континуумында орналасуы болып табылады. Бұл дегеніміз х,у, z координаталарынан басқа «уақыт» өлшемнің енгізілуі болып табылады.Салыстырмалылықтың жалпы және арнайы теорияларына жеке-жеке тоқталар болсақ. Жалпы салыстырмалылық теориясында кеңістік- уақыт қатынастарының материалдық процестерге қатысының жаңа жақтары ашылды. Жалпы салыстырмалылық теориясы инерциялық және гра-витациялық массалардың эквиваленттік принципінен шығады. Атап айтқанда, массалардың эквиваленттік принципінің негізінде салыстырмалылық принципі қалыптасты, ол жалпы салыстырмалылық теориясында табиғат заңдарының инварианттылығын бекітті.

Салыстырмалылық теориясы кеңістіктің ауырлық күшінің әсерінен майысатындығын және уақыт барысының күшті гравитациялық өрістерде баяулайтыкын анықтады.Жалпы салыстырмалылық теориясының фантастикалық болжамдарының бірі - өте күшті тартылыс өрісінде уақыттың толық тоқтайтындығы туралы. Тартылыс күші артқан сайын уақыттың баяулауы да күшейе түседі. Уақыттың баяулауы жарықтың гравитациялық қызыл орын ауыстыруы арқылы байқалады да, толқындар үзындығы артқан сайын оның жиілігі азая береді. Белгілі бір жағдайда толқын үзындығы шексіздікке, ал жиілігі нөлге ұмтылады.Салыстырмалылық теориясы уақыт пен кеңістіктің бірлігін көрсетті, кеңістік-уақыттық төртөлшемдік контимуум туралы түсінік қалыптасты.

Салыстырмалылық теориясы масса мен энергияны e=mc2 қатынасымен байланыстырды, мұнда С - жарық жылдамдығы.

Салыстырмалылық теориясында екі заң - зат массасының және энергиясының сақталуы заңдары бірігіп, энергия және зат массасының сақталуы деген бір заңға айналды.Ал арнайы салыстырмалылық теориясы бұл- вакуумда жарық жылдамдығынан аз, соның ішінде жарық жылдамдығына жақын жағдайдағы қозғалысты, механика заңдарын, кеңістіктік-уақыт қатынасындағы әртүрлі қозғалыс жылдамдықтарын сипаттайтын теория. Арнайы салыстырмалық теория шеңберінде Ньютонның классикалық механика теориясы төмен жылдамдықтардың жақындасуы болып табылады. Гравитациялық өрістегі арнайы теорияның жалпылануы жалпы салыстырмалық теориясы деп аталады. Арнайы салыстырмалық теориямен сипатталатын физикалық процестердің классикалық механика болжамдарынан ауытқуы релятивистік эффекті деген атауға ие, ал мұндай эффектілер жүзеге асатын жылдамдықтар релятивтік жылдамдық деп аталады. Арнайы салыстырмалық теориясының классикалық механикадан негізгі айырмашылығы кеңістіктік және уақыт сипаттамаларының жылдамдыққа тәуелдәлігі болып табылады. Өзiнiң теориясына Эйнштейн 2 постулатты енгiздi: Галилейдiң салыстырмалы механикалық принципiнiң жалпыламасы болатын салыстырмалылықтың арнайы принципi және вакуумдегi жарық жылдамдығының тұрақтылық принципi. Сол теориясының негiзiнде 1905 ж. масса мен энергияның байланыс заңын ашты. Эйнштейн кванттық теорияны құруға да маңызды роль атқарды. Егер 1900 ж. Макс Планк материалды осциллятордың энергиясын ғана кванттаса, ал Эйнштейн 1905 ж. жарықтық сәуле шығаруды, жарық квантының немесе фотондардың ағыны деп қарастырып, кванттық, дискреттiк құрылымын зерттедi. Жарықтың кванттық теориясының негiзiнде фотоэффект құбылысын түсiндiрдi.

Аталмыш кеңістік пен уақыт, материя туралы Эйнштейн ілімді қарастыру барысында, алдымен бұл ілімде қолданылатын негізгі термин Лоренц өзгерісіне тоқталайық. Лоренц өзгерісі(преобразование) бұл псевдоэвклидтік кеңістіктегі өз ұзындығын, немесе соған эквивалентті вектордың скалярлық көбейтіндісін сақтайтын вектордың сызықтық өзгерісі болып табылады.

Лоренц өзгерісі физикада, әсіресе арнайы салыстырмалық теорияда кең қолданысқа ие, себебі АСТ-да аффинналық псевдоклидтік кеңістік орнында төрт өлшемді кеңістіктік-уақыт континуумы орын алған.

Эйнштейннің салыстырмалылық теориясы Фарадейдің 1831 ж ашқан экспериментінің негізінде Максвелл электромагниттік толқындар теориясына сүйеніп, жарықтың табиғаты электромагниттік толқын деген ігікір айтты. Сендерге белгілі, Фарадей эксперимент аркылы электромагниттік индукция заңын ашқан. Максвелл гипотезасының мазмүны: өзгермелі магнит өрісі айнымалы қүйынды электр өрісін туғызады және керісінше. Гипотезаның дүрыстығы көптеген тәжірибелер арқылы дәлелденді. Шынында, егер кеңістіктің бір нүктесінде, суға тас лақтырғандағы сияқты, айнымалы магнит өрісі өзгеріске үшыраса, онда сол нүктеден электромагниттік толқын тарайды.Бірақ Максвелл де электромагниттік толқындар таралу үшін су бетінде тарайтын механикалык толқындар немесе орталарда тарайтын дыбыс толқындары сиякты кейбір гипотезалык серпінді орта қажет деп үйғарды. Сол кездегі физиктер үшін үйреншікті және көрнекі механикалық Әлем шеңберінен шығып жаңаэлектромагииттік Әлемге көшу қиын болды. "Адамдар санасына залалды эфир идеясы түпкілікті орныққаны сонша, Майкельсон мен Морли тәжірибесінің теріс нәтижесі кол жеткіз бейтіндей болып көрінді. Шынында, бүл нәтиже соншалықты айкын, біз білеміз жарықтың таралу уақыты багытқа тәуелсіз, яғни жарық Жердің козғалыс бағытымен тарай ма, жок керісінше ме, немесе оған тік бүрыш жасап тарай ма, бәрібір... Тек міне, 70 жылдан кейін Майкельсон мен Морли төжірибесінің нәтижесі қандай болу керек, ол ма, бұл экспериментті жүргізудің қажеті жоқ екені аныкталды. Бірақ ғылымда "алдын алатын оймен" жүре алмайсың. Дегенмен олардың экспериментінің қүндылығы сонда, ол бірінші болып біздің санамыз түкпіріндегі көзқарасқа жеткізді және осыны эксперимент айқындады", — деп жазды 1967 ж. Г.Бонди "Салыстырмалылық және дұрыс ой" деген кітабында. Эйнштейннің революциялық идеясы эфир туралы гипотезалық теориядан бас тартқызды. Эйнштейн бірінші болып механика мен электродинамика зандарын біріктірді және кеңістік пен уақытқа жаңа көзкарас берді. Арнайы салыстырмалылық теориясының екі постулаты негізінде ол Лоренц алған координаталарды, уақытты, денелердің сызьщтық өлшемдерін түрлендіру формулаларын қорытып алды.

Салыстырмалылық теориясы бастамасы салыстырмалылық принципінде негізделеді.

Ұғымды 1906 жылы Макс Планк енгізген.

XX ғасырдың басында салыстырмалық принципі оптика мен физикаға және физикалық басқа салаларына қатысты екендігі белгілі болды. Салыстырмалық принципі өзінің мэнін кеңейтіп, мынадай анықтамаға ие болды: оқшауланған материалдық жүйеде кез келген процесс бірдей жүреді, және ол жүйе бір қалыпты түзу сызықты қозғалыс жағдайында болуы керек. Немесе физиканың заңдары бар-лық инертті жүйелерде бірдей формаға ие.

Бір инертті жүйеден келесіге ауысу Лоренц қайта өзгертулері арқылы жүзеге асырылады. Бірақ жарық жылдамдығы түрақтылығы туралы мәліметтер қайтадан жаңа түсініктерді қажет ететін мәселелерге әкеліп тіреді. 1904 жылы X. Лоренц қозғалыстағы дене өзінің қозғалыс бағыты бойынша қысқаратындығын және әртүрлі жүйелерде байқалатын уақыт аралықтары өлшенетінін айтты. Бірақ, келесі жылы А.Эйнштейн Лоренц қайта қүруларындағы байқалатын уақытты нақты уақыт ретінде қарастырды.

Жалпы салыстырмалылық теориясында кеңістік- уақыт қатынастарының материалдық процестерге қатысының жаңа жақтары ашылды. Жалпы салыстырмалылық теориясы инерциялық және гра-витациялық массалардың эквиваленттік принципінен шығады. Атап айтқанда, массалардың эквиваленттік принципінің негізінде салыстырмалылық принципі қалыптасты, ол жалпы салыстырмалылық теориясында табиғат заңдарының инварианттылығын бекітті.

Салыстырмалылық теориясы кеңістіктің ауырлық күшінің әсерінен майысатындығын және уақыт барысының күшті гравитациялық өрістерде баяулайтынын анықтады.

Жалпы салыстырмалылық теориясының фантастикалық болжам-дарының бірі - өте күшті тартылыс өрісінде уақыттың толық тоқтайтындығы туралы. Тартылыс күші артқан сайын уақыттың баяу-лауы да күшейе түседі. Уақыттың баяулауы жарықтың гравитациялық қызыл орын ауыстыруы арқылы байқалады да, толқындар үзындығы артқан сайын оның жиілігі азая береді. Белгілі бір жағдайда толқын үзындығы шексіздікке, ал жиілігі нөлге үмтылады.

Салыстырмалылық теориясы уақыт пен кеңістіктің бірлігін көрсетті, кеңістік-уақыттық төртөлшемдік контимуум туралы түсінік қалыптасты.

Салыстырмалылық теориясы масса мен энергияны Е-МС қатынасымен байланыстырды, мұнда С - жарық жылдамдығы.

Салыстырмалылық теориясында екі заң - зат массасының және энергиясының сақталуы заңдары бірігіп, энергия және зат массасының сақталуы деген бір заңға айналды.

27.Эйнштейннің атақты формуласы нені көрсетеді: Е = mc². «Дүние осы формуланың арқасында пайда болды, осы формуланың кесірінен тоқтайды» деп Эйнштейн не айтқысы келді?

Салыстырмалылық теориясы бастамасы салыстырмалылық принципінде негізделеді.

Кеңістіктің иілуі

Ұғымды 1906 жылы Макс Планк енгізген.

XX ғасырдың басында салыстырмалық принципі оптика мен физикаға және физикалық басқа салаларына қатысты екендігі белгілі болды. Салыстырмалық принципі өзінің мэнін кеңейтіп, мынадай анықтамаға ие болды: оқшауланған материалдық жүйеде кез келген процесс бірдей жүреді, және ол жүйе бір қалыпты түзу сызықты қозғалыс жағдайында болуы керек. Немесе физиканың заңдары бар-лық инертті жүйелерде бірдей формаға ие.

Бір инертті жүйеден келесіге ауысу Лоренц қайта өзгертулері арқылы жүзеге асырылады. Бірақ жарық жылдамдығы түрақтылығы туралы мәліметтер қайтадан жаңа түсініктерді қажет ететін мәселелерге әкеліп тіреді. 1904 жылы X. Лоренц қозғалыстағы дене өзінің қозғалыс бағыты бойынша қысқаратындығын және әртүрлі жүйелерде байқалатын уақыт аралықтары өлшенетінін айтты. Бірақ, келесі жылы А.Эйнштейн Лоренц қайта қүруларындағы байқалатын уақытты нақты уақыт ретінде қарастырды.

Жалпы салыстырмалылық теориясында кеңістік- уақыт қатынастарының материалдық процестерге қатысының жаңа жақтары ашылды. Жалпы салыстырмалылық теориясы инерциялық және гра-витациялық массалардың эквиваленттік принципінен шығады. Атап айтқанда, массалардың эквиваленттік принципінің негізінде салыстырмалылық принципі қалыптасты, ол жалпы салыстырмалылық теориясында табиғат заңдарының инварианттылығын бекітті.

Салыстырмалылық теориясы кеңістіктің ауырлық күшінің әсерінен майысатындығын және уақыт барысының күшті гравитациялық өрістерде баяулайтынын анықтады.

Жалпы салыстырмалылық теориясының фантастикалық болжам-дарының бірі - өте күшті тартылыс өрісінде уақыттың толық тоқтайтындығы туралы. Тартылыс күші артқан сайын уақыттың баяу-лауы да күшейе түседі. Уақыттың баяулауы жарықтың гравитациялық қызыл орын ауыстыруы арқылы байқалады да, толқындар үзындығы артқан сайын оның жиілігі азая береді. Белгілі бір жағдайда толқын үзындығы шексіздікке, ал жиілігі нөлге үмтылады.

Салыстырмалылық теориясы уақыт пен кеңістіктің бірлігін көрсетті, кеңістік-уақыттық төртөлшемдік контимуум туралы түсінік қалыптасты.

Салыстырмалылық теориясы масса мен энергияны Е-МС қатынасымен байланыстырды, мұнда С - жарық жылдамдығы.

Салыстырмалылық теориясында екі заң - зат массасының және энергиясының сақталуы заңдары бірігіп, энергия және зат массасының сақталуы деген бір заңға айналды.

Эйнштейннің салыстырмалылық теориясы Фарадейдің 1831 ж ашқан экспериментінің негізінде Максвелл электромагниттік толқындар теориясына сүйеніп, жарықтың табиғаты электромагниттік толқын деген ігікір айтты. Сендерге белгілі, Фарадей эксперимент аркылы электромагниттік индукция заңын ашқан. Максвелл гипотезасының мазмүны: өзгермелі магнит өрісі айнымалы қүйынды электр өрісін туғызады және керісінше. Гипотезаның дүрыстығы көптеген тәжірибелер арқылы дәлелденді. Шынында, егер кеңістіктің бір нүктесінде, суға тас лақтырғандағы сияқты, айнымалы магнит өрісі өзгеріске үшыраса, онда сол нүктеден электромагниттік толқын тарайды.Бірақ Максвелл де электромагниттік толқындар таралу үшін су бетінде тарайтын механикалык толқындар немесе орталарда тарайтын дыбыс толқындары сиякты кейбір гипотезалык серпінді орта қажет деп үйғарды. Сол кездегі физиктер үшін үйреншікті және көрнекі механикалық Әлем шеңберінен шығып жаңаэлектромагииттік Әлемге көшу қиын болды. "Адамдар санасына залалды эфир идеясы түпкілікті орныққаны сонша, Майкельсон мен Морли тәжірибесінің теріс нәтижесі кол жеткіз бейтіндей болып көрінді. Шынында, бүл нәтиже соншалықты айкын, біз білеміз жарықтың таралу уақыты багытқа тәуелсіз, яғни жарық Жердің козғалыс бағытымен тарай ма, жок керісінше ме, немесе оған тік бүрыш жасап тарай ма, бәрібір... Тек міне, 70 жылдан кейін Майкельсон мен Морли төжірибесінің нәтижесі қандай болу керек, ол ма, бұл экспериментті жүргізудің қажеті жоқ екені аныкталды. Бірақ ғылымда "алдын алатын оймен" жүре алмайсың. Дегенмен олардың экспериментінің қүндылығы сонда, ол бірінші болып біздің санамыз түкпіріндегі көзқарасқа жеткізді және осыны эксперимент айқындады", — деп жазды 1967 ж. Г.Бонди "Салыстырмалылық және дұрыс ой" деген кітабында. Эйнштейннің революциялық идеясы эфир туралы гипотезалық теориядан бас тартқызды. Эйнштейн бірінші болып механика мен электродинамика зандарын біріктірді және кеңістік пен уақытқа жаңа көзкарас берді. Арнайы салыстырмалылық теориясының екі постулаты негізінде ол Лоренц алған координаталарды, уақытты, денелердің сызьщтық өлшемдерін түрлендіру формулаларын қорытып алды.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: