Общая теория относительности энштейна

Пензенский государственный университет
Кафедра «Физика»

РЕФЕРАТ
по дисциплине «Концепция современного естествознания»

ТЕМА №5
Общая теория относительности Энштейна

Пенза 2010 год

Содержание:

Введение
1 Основные представления об общей теории относительности

1. Принцип эквивалентности и геометризация тяготения

1.2Черные дыры

1.3 Пульсар PSR 1913+16 и гравитационные волны1.4 Гравитационные линзы и коричневые карлики

1. Классические опыты по проверке общей теории относительности Энштейна

1. Движение перигелия Меркурия

2. Смещение спектральных линий

2.3 Искривление светового луча

Заключение

Список использованной литературы

ВВЕДЕНИЕ

Десять лет, с 1905 по 1915 год, понадобилось Эйнштейну, чтобы пройти путь от специальнойтеории относительности до такого гениального творения, как общая теория относительности. В 1912 году, когда работа над общей теорией относительности была в самом разгаре, он писал своему другу: «Еще никогда в жизни на мою долю не выпадал такой каторжный труд… По сравнению с этой задачей первоначальная теория относительности – это просто детская забава».

Общая теорияотносительности (ОТО) — современная теория тяготения, связывающая его с кривизной четырехмерного пространства-времени.
В своем, так сказать, классическом варианте теория тяготения была создана Ньютоном еще в XVII веке и до сих нор верно служит человечеству. Она вполне достаточна для многих, если не для большинства, задач современной астрономии, астрофизики, космонавтики. Между тем ее принципиальный внутреннийнедостаток был ясен еще самому Ньютону. Это теория с дальнодействием: в ней гравитационное действие одного тела на другое передается мгновенно, без запаздывания. Ньютоновская гравитация так же соотносится с общей теорией относительности, как закон Кулона с максвелловской электродинамикой. Максвеллу удалось изгнать дальнодействие из электродинамики. В гравитации это сделал Эйнштейн.
У этойработы Энштейна, несомненно, были предшественники, среди которых нельзя не упомянуть работы Лоренца и Пуанкаре. В их статьях уже содержались многие элементы специальной теории относительности. Однако ясное понимание, цельная картина физики больших скоростей появились лишь в упомянутой работе Эйнштейна. Не случайно, несмотря на наличие прекрасных современных учебников, ее до сих нор можно рекомендовать дляпервого знакомства с предметом не только студентам, но и старшеклассникам.
Что же касается ОТО, то все ее основополагающие элементы были созданы Эйнштейном.
Впрочем, предчувствие того, что физика может быть связана с кривизной пространства, можно найти в трудах замечательных ученых прошлого века Гаусса, Римана, Гельмгольца, Клиффорда. Гаусс, который пришел к идеям неевклидовойгеометрии несколько ранее Лобачевского и Бойаи, но так и не опубликовал своих исследований в этой области, не только считал, что «геометрию приходится ставить в один ряд не с арифметикой, существующей чисто a priori, а скорее с механикой». Он пытался проверить экспериментально, путем точных (для того времени) измерений геометрию нашего пространства. Его идея вдохновила Римана, полагавшего, что нашепространство действительно искривлено (а на малых расстояниях даже дискретно). Жесткие ограничения на кривизну пространства были получены из астрономических данных Гельмгольцем. Клиффорд считал материю рябью на искривленном пространстве.
Однако все эти блестящие догадки и прозрения были явно преждевременны. Создание современной теории тяготения было немыслимым без специальной теории относительности,без глубокого понимания структуры классической электродинамики, без осознания единства пространства-времени. Как уже отмечалось, ОТО была создана в основном усилиями одного человека. Путь Эйнштейна к построению этой теории был долгим и мучительным. Если его работа 1905 года «К электродинамике движущихся сред» появилась как бы сразу в законченном виде, оставляя...