Общая теория относительности Эйнштейна: в чем ее суть и почему ей все так восхищаются
Теория, которую Эйнштейн опубликовал в 1915 году, расширила специальную теорию относительности, которую он опубликовал 10 годами ранее. Специальная теория относительности утверждала, что пространство и время неразрывно связаны, но эта теория не включала действие гравитации. Эйнштейн провел 10 лет в исследованиях и расчетах, и определил, что любые объекты, имеющие массу, деформируют ткань пространства-времени, а это искажение и является гравитацией.
Как работает ОТО?
Чтобы понять общую теорию относительности (ОТО), давайте начнем с гравитации - силы притяжения, которую два объекта оказывают друг на друга. Сэр Исаак Ньютон количественно определил гравитацию в том же тексте, в котором он сформулировал свои три классических закона.
Гравитационная сила, действующая между двумя телами, зависит от того, насколько массивно каждое из них и на каком расстоянии друг от друга они находятся. Даже когда центр Земли притягивает вас к себе (удерживая вас прочно на земле), ваш центр масс оттягивается назад к Земле. Но более массивное тело едва ощущает ваше притяжение, в то время как с вашей гораздо меньшей массой вы оказываетесь прочно укорененными благодаря той же силе. Тем не менее, законы Ньютона предполагают, что гравитация — это врожденная сила объекта, которая может действовать на расстоянии.
Альберт Эйнштейн в своей специальной теории относительности определил, что законы физики одинаковы для всех неускоряющихся наблюдателей, и он показал, что скорость света в вакууме одинакова независимо от скорости, с которой движется наблюдатель. В результате он обнаружил, что пространство и время переплетены в единый континуум, известный как пространство-время. И события, которые происходят в одно и то же время для одного наблюдателя, могут происходить в разное время для другого.
Разрабатывая уравнения для своей общей теории относительности, Эйнштейн понял, что массивные объекты вызывают искажения в пространстве-времени. Представьте, что вы устанавливаете большой объект в центре батута. Объект заставляет ткань прогибаться. Если затем вы попытаетесь катить шарик по краю батута, шарик будет катиться по спирали к центру, затягиваемый во многом так же, как гравитация планеты затягивает летящий мимо астероид.
Кстати, помимо общей теории относительности, мы должны поблагодарить Эйнштейна за исследование броуновского движения.
Эйнштейн работал над этой теорией десятки лет. Ей уже больше 100 лет, но доказательств в пользу ее верности становится все больше.