Теорія Ейнштейна загальної релятивності перетворює 100 цього року

Відома теорія загальної релятивності Ейнштейна перетворює 100 цього року, і вона залишається фундаментальною основою фізики і астрономії. Ейнштейн опублікував цю теорію в 1915 році, і він утворився на межі розуміння науковців походження і еволюції Всесвіту. Це все ще надихає вчених по всьому світу, щоб знайти відповіді на найбільш цікаві питання фізики і астрономії, які залишаються незаслуженими.

Генеральна релятивія «це зараз я думаю, прийнята як основа для опису Всесвіту в цілому, тобто в якості основи косметології; вона описує чорні діри, нейтронні зірки, невеликі регулювання на орбітах планет і космічних апаратів в нашій власній сонячній системі», - розповідає Роджер Бландфорд Інституту частинок Астрофізики і космології в Університеті Станфорд.

Загальна теорія відносно додає тяжіння до спеціальної теорії релятивності, яку Ейнштейн опублікував у 1905 році. Особлива надійність стверджує, що закони фізики є однаковими для всіх стаціонарних спостерігачів і що швидкість світла в вакуумі не змінюється навіть якщо спостерігач або джерело світла знаходиться в русі.

Особлива надійність пояснює взаємозв’язок між енергією та масою за відомим рівнянням Е = mc^2, в якому Е - енергія, м - маса, а c - швидкість світла в вакуумі (близько 1,08 млрд кілометрів на годину). Ця теорія також інтегрує простір і час в чотиривимірний простір.

Загальний опір розширюється на останню ідею шляхом пояснення того, що матерія викриває простір-час, так само, як важка кулька створює порожнину на м'якій поверхні. Це важливе і пам'ятне розуміння природи простору не прийшли до Ейнштейна відразу, він прийшов до нього через десять років інтенсивної і важкої психічної роботи.

«Хто було рухатися вперед. Він запропонував ідеї, які він пізніше відхилений. Але тримайте переміщення вперед, Blandford сказав Space.com. Не керуючись математичними ідеями або математичними методами. Він в першу чергу керує фізичними інтуїціями; це екстраординарно потужна фізична інтуїція послужила його дуже добре в минулому. й

Загальна релятивність характеризує тяжіння не як непристойна сила, що діє на об'єкти, але як наслідок викривлення простору-часу. (Імагін кульковий прокат над нахилом поверхні, створеної кулькою, що лежить на м'якому ліжку.)

Це була потужна і радикальна ідея, і вона стала суб'єктом інтенсивної шкірки протягом сто років.

Підтвердження з усіх сторін

Загальний релятивент прогнозує, що світло буде вибрати вигнутий шлях, підшипуючи масивний об'єкт, як галактичний кластер, який істотно вплине на простір.

Цей ефект спостерігали експериментально астрономами; крім того, астрономи використовують «гравітаційні лінзи» для вивчення далеких джерел світла. Насправді, на меншій масштабі, це явище навіть допомагає шукати планети поза сонячною системою. (Exoplanets можна виявити, як їх домашні зірки вигинають світло з фонових об'єктів.)

Особливості орбіти Меркурій навколо Сонця також підтримують загальну релятивність.

«Це пояснює аномальну прецесію перігелії Меркурію, або обертання лінії, що з'єднує Сонце до свого найближчого підходу до планети», - написав Бландфорд у статті Наука. Ейнштейн використовується загальна релятивність, щоб пояснити 10 відсотків дивергенції в прецесії, зв'язуючи його до гравітаційного витягу інших планет, 43 дуги на століття.





На твердій нозі Бландфорд розповідається інші типи даних, що спостерігали в загальній релігії.

"Ми перевірили її багато, багато разів, в різних напрямках", - каже він. Я думаю, що це буде справедливо сказати, що не існує переконливих вимірювань або спостережень, які можуть призвести до сумнівів про загальну релятиву.

Загальна релятивність також говорить про те, що велика більшість Всесвіту складається з речей, які люди не можуть виявити безпосередньо (на цьому етапі), іноді навіть зрозуміти, пише Девід Спергель Принтонського університету.

Проведено ретельне дослідження руху світла і матерії у Всесвіті, що «нормальна» справа не може пояснити кривизні візерунки простору-часу. Дійсно, спостереження показують, що тільки 5% Всесвіт складається з атомної речовини, тоді як 25 відсотків темна матерія і 70 відсотків темна енергія.

Темна матерія не виділяє або поглинає світло, що дає свою присутність тільки через гравітаційні ефекти. Темна енергія, що означає

У 1917 році Ейнштейн запровадив термін «космологічна константа» в загальну релятиву як відштовхуюча сила, яка протидіяти тяжіння і зберігає Всесвіт в статичному стані (на той час він був переважним видом на природу Всесвіту). Після спостереження Едвіном Хубль у 1929 р. показав, що наш Всесвіт фактично розширюється, Ейнштейн відмовився від космічної константи, враховуючи його "велику помилку" свого життя.

Але константа виявилася пропагією, тому що сьогодні астрономи намагаються зрозуміти характер темної енергії, яка цілком підходить для її ролі.

Чому відбувається розширення Всесвіту? Найбільш ймовірним варіантом є космічна константа (або еквівалент вакуумної енергії порожнього простору) водіння космічного прискорення. Ще одна можливість полягає в тому, що за допомогою скалярного поля заповнює простір (наприклад, поле Higgs або поле інфляції, яка швидко розширила Всесвіт на ранні дні). Обидві ці можливості поєднуються з темною енергією.

«Все свідчення для темної енергії використовує рівняння загальної релятиви, думайте, що нова теорія ваги допоможе пояснити спостереження». Можливості включають модифіковані теорії ваги з додатковими розмірами.

Продовжуємо об’єднати зусилля фізіологів, косметологів та астрономів протягом тривалого часу в майбутньому.

Наприклад, вчені будуть використовувати теорію, щоб отримати краще розуміння чорних отворів, нейтронних зірок та інших естенціальних органів і явищ. Вчені також продовжать проявляти характер темної енергії і темної матерії у зусиллях зрозуміти Всесвіт у найбільш можливому масштабі.

І, нарешті, вчені намагаються об'єднати загальну релятивність з квантовою механікою, змащуючи дуже великий в дуже мало. Цей грандіозний і довгоочікуваний "Теорія про все" все ще eludes physicists, але вони думають, що це дивний.

«Це багато цікавих ідей. Я буду оптимістично і сподіватися, що колеги зможуть це зробити.

Джерело: hi-news.ru