Концепції сучасного природознавства - Карпов Я. С. - 3.2.6 Принцип еквівалентності
Матеріал, який ми розглядали дотепер, належить до так званої "спеціальної" теорії відносності. Перед тим, як ми завершимо обговорення сутності теорії відносності, нам необхідно коротко розглянути предмет "загальної" теорії відносності, хоч ми й не зможемо зробити цього з усією повнотою.
Дотепер нас цікавило тільки порівняння точок зору спостерігачів, які рухаються один відносно іншого з постійною швидкістю. Загальна теорія відносності має справу із тим, як буде сприймати закони фізики спостерігач, який зазнає прискорення. Зрозуміло, що в цьому випадку для спостерігача, який рухається, зовнішній світ буде здаватися іншим. Пасажир у потязі, який збільшує швидкість або різко гальмує, безсумнівно, помітить вплив цього прискорення. Яка природа його відчуттів? Відповідно до закону Ньютона, добуток маси на прискорення дорівнює силі. Щоб змусити нас рухатися разом з потягом, який набуває прискорення, сидіння й підлога вагона повинні діяти на нас з деякою силою. Без цієї сили всі предмети намагалися б рухатися рівномірно й прямолінійно і тому набували 6 відносно потяга прискорення в протилежному напрямку. Це те ж саме, як коли б у спокої перебував потяг, а на нас діяло силове поле, аналогічне полю тяжіння, що тягло б нас назад. Справді, у потязі, що рухається з постійним прискоренням, легко виникає ілюзія, що вагон нахилився й тому наша вага тягне нас назад.
Будь-яке прискорення створює такий же ефект, як і поле тяжіння. Уявімо, що ми знаходимося в закритій шухляді, схожій на кабіну ліфта, розташованій де-небудь у порожньому просторі, удалині від Землі й інших тіл, так що відсутні сили всесвітнього тяжіння. Тоді всі предмети в цій кабіні (шухляді) будуть вільно плавати. Якщо ми відіпхнемося ногами від підлоги, то почнемо рухатися вгору, поки не вдаримося об стелю. Цей стан речей нам уже знайомий з книг і кінофільмів про міжпланетні подорожі. Припустимо тепер, що раптово ми знову відчули свою вагу й зауважили, що предмети падають на нас. Це може мати два пояснення: або наша шухляда дійсно є кабіною ліфта і він почав прискорюватися в напрямку вгору, або ми можемо сказати, що кабіна наша все-таки перебуває у стані спокою (або рухається з постійною швидкістю), але ми знаходимося тепер поблизу Землі або якої-небудь іншої планети й на нас діє тяжіння.
Ми не могли 6 відповісти на це питання, навіть якби в стелі було маленьке вікно й через нього ми могли 6 бачити канат, прив'язаний до вершини нашої кабіни, і видно було б, що він натягнутий. Очікувати цього результату можна було б у випадку будь-якої точки зору: як у результаті дії прискорення, так і внаслідок підтримки нашої кабіни у завислому стані завдяки дії сил тяжіння.
Навпаки, якби ми подорожували у звичайному ліфті і канат порвався, так що кабіна почала вільно падати зі своїм умістом, то ми відчули б почуття невагомості, тому що сила вага надала 6 нам такого ж прискорення, як і кабіні, так що не потрібно було б ніякої сили, яка б підтримувала наше положення відносно кабіни. Ми не могли б сказати, чи падає насправді наша кабіна, чи раптово перестало діяти тяжіння Землі (ці сумніви продовжувалися 6, звичайно, лише доти, поки ми не вдарилися б об дно шахти).
Це є одним з небагатьох пунктів, в якому зазвичай така реальна уява Жуля Верна привела б його до серйозної помилки. У його "З гармати на Місяць" пасажири зазнають відчуття втрати ваги тільки в точці, де притягання Землі й Місяця взаємно компенсують одне одне. Вони повинні були б відчувати це протягом усього шляху, як тільки припинив свою дію механізм, що рухає їх космічний корабель і він перестав зазнавати тертя об земну атмосферу, і тому вільно рухався б у полі земного тяжіння.
Ми можемо зробити висновок, що прискорення не залишають незмінними закони фізики, а дають такий ефект, як і гравітаційне поле. Цей "принцип еквівалентності",' що є важливим аспектом загальної теорії відносності, істотно залежить від того факту, що вага тіл прямопропорційна їх масам, так що поле тяжіння надає їм однакових прискорень. Загальна теорія відносності грунтується на тій точці зору, що прискорення всіх систем відліку, в яких ми здійснюємо наші спостереження, насправді не тільки ніяк не відрізняються на практиці від ефекту гравітаційного поля, але обидва вони є за своєю суттю одним і тим самим і їх неможливо розділити навіть у принципі.
Схожі статті
-
Концепції сучасного природознавства - Карпов Я. С. - 3.2.4 Спеціальна теорія відносності (частина І)
У 1905 p., коли Альберт Ейнштейн опублікував свою знамениту статтю про те, що незабаром стало називати спеціальною. теорією відносності, він був молодою...
-
Концепції сучасного природознавства - Карпов Я. С. - 3.2.3 Експеримент Майкельсона-Морлі
Чи відносний рух? Після деяких міркувань ви могли б схилитися до відповіді: "Так, звичайно!" Уявіть собі потяг, що рухається на північ зі швидкістю 60...
-
Концепції сучасного природознавства - Карпов Я. С. - 2.5.2.9 Спад у розвитку античної науки
Відповідно до вчення Арістотеля, планети повинні рухатися по колових орбітах і, напевно, з постійною швидкістю, тому що "коловий рух завжди відбувається...
-
Довжина й час, як було з'ясовано в попередньому розділі, є відносними поняттями. Якщо один космічний корабель пролітає повз інший з постійною швидкістю,...
-
Концепції сучасного природознавства - Карпов Я. С. - 2.8.3.8 Ньютонівська Ідея дальньої дії
Ідея дальньої дії пов'язана з методом Ньютона. У його механіці ідея взаємозв'язку тіл природи набула історично обмеженої абстрактної форми взаємодії двох...
-
Концепції сучасного природознавства - Карпов Я. С. - 2.8.3.3 Закон всесвітнього тяжіння
Ще в давнину, спостерігаючи за рухом планет, люди здогадувалися, що всі вони, разом із Землею, рухаються навколо Сонця. Пізніше, коли було забуто, про що...
-
Концепції сучасного природознавства - Карпов Я. С. - 3.2.2 Абсолютно чи відносно?
Два моряки, Джо і Мо, після аварії корабля опинилися на безлюдному острові. Пройшло кілька років. Одного разу Джо знайшов пляшку, яку хвилі викинули на...
-
Концепції сучасного природознавства - Карпов Я. С. - 2.8.3.9 Простір, час, рух
Ідея дальньої дії пов'язана з методом Ньютона. У його механіці ідея взаємозв'язку тіл природи набула історично обмеженої абстрактної форми взаємодії двох...
-
Концепції сучасного природознавства - Карпов Я. С. - 2.5.2.8 Геоцентрична система Птолемея
Відповідно до вчення Арістотеля, планети повинні рухатися по колових орбітах і, напевно, з постійною швидкістю, тому що "коловий рух завжди відбувається...
-
Концепції сучасного природознавства - Карпов Я. С. - 2.5.2.1 Філософія та поезія Гомера
2.5.2.1 Філософія та поезія Гомера Безпосередній зв'язок стародавнього й античного знайшов яскраве відображення у всій діяльності не тільки видатного...
-
Удосконалення календаря вимагало уточнення й перегляду теорії руху небесних тіл. Розвиток мореплавання й техніки визначення географічних координат за...
-
Концепції сучасного природознавства - Карпов Я. С. - 2.7.5.1 Основні передумови геліоцентризму
Удосконалення календаря вимагало уточнення й перегляду теорії руху небесних тіл. Розвиток мореплавання й техніки визначення географічних координат за...
-
Кількісне, математичне формулювання законів поля знаходимо в так званих рівняннях Максвелла. їх проста форма приховує глибину й багатий зміст, які стають...
-
Концепції сучасного природознавства - Карпов Я. С. - 2.10.4.4 Поле та ефір
Кількісне, математичне формулювання законів поля знаходимо в так званих рівняннях Максвелла. їх проста форма приховує глибину й багатий зміст, які стають...
-
Концепції сучасного природознавства - Карпов Я. С. - 2.10.4.3 Реальність поля
Кількісне, математичне формулювання законів поля знаходимо в так званих рівняннях Максвелла. їх проста форма приховує глибину й багатий зміст, які стають...
-
Концепції сучасного природознавства - Карпов Я. С. - 2.7.5 Кінематика
Удосконалення календаря вимагало уточнення й перегляду теорії руху небесних тіл. Розвиток мореплавання й техніки визначення географічних координат за...
-
Концепції сучасного природознавства - Карпов Я. С. - 2.6.4 Висновок
Зрушення в науці й техніці Заходу почалися трохи пізніше, ніж на Сході - з кінця XI ст. Вони були спричинені серйозними змінами в економіці. На цей час...
-
Концепції сучасного природознавства - Карпов Я. С. - 2.6.3 Наука в середньовічній Європі
Зрушення в науці й техніці Заходу почалися трохи пізніше, ніж на Сході - з кінця XI ст. Вони були спричинені серйозними змінами в економіці. На цей час...
-
Концепції сучасного природознавства - Карпов Я. С. - 2.7.5.3 Нова космологія
Удосконалення календаря вимагало уточнення й перегляду теорії руху небесних тіл. Розвиток мореплавання й техніки визначення географічних координат за...
-
2.5.2.1 Філософія та поезія Гомера Безпосередній зв'язок стародавнього й античного знайшов яскраве відображення у всій діяльності не тільки видатного...
-
Концепції сучасного природознавства - Карпов Я. С. - 2.5.2.4 Філософське вчення елеатів
Основоположником елейєької школи (м. Елея на півдні Італії) був Ксенофан - один з перших раціоналістичних критиків міфологічного світогляду. Але слава...
-
Концепції сучасного природознавства - Карпов Я. С. - 3.1.2 Основні концепції простору й часу
3.1 Простір і час 3.1.1 Загальні зауваження Простір і час є загальними формами існування матерії. Вони не існують поза матерією й незалежно від неї....
-
Концепції сучасного природознавства - Карпов Я. С. - 3.1.1 Загальні зауваження
3.1 Простір і час 3.1.1 Загальні зауваження Простір і час є загальними формами існування матерії. Вони не існують поза матерією й незалежно від неї....
-
Концепції сучасного природознавства - Карпов Я. С. - 3.1 Простір і час
3.1 Простір і час 3.1.1 Загальні зауваження Простір і час є загальними формами існування матерії. Вони не існують поза матерією й незалежно від неї....
-
Концепції сучасного природознавства - Карпов Я. С. - Розділ З. СУЧАСНА ФІЗИЧНА КАРТИНА СВІТУ
3.1 Простір і час 3.1.1 Загальні зауваження Простір і час є загальними формами існування матерії. Вони не існують поза матерією й незалежно від неї....
-
Концепції сучасного природознавства - Карпов Я. С. - 2.10.3 Ідея поля
2.10.3.1 Фізичне поле Фарадея Фарадей відмовився від ньютонівської концепції дальньої дії; він увів у фізику зовсім новий об'єкт - фізичне поле....
-
Концепції сучасного природознавства - Карпов Я. С. - 2.9.5.6 "Механіка без сили" Герца
У 1829 р. у статті "Про нове загальне начало механіки" Гаусе висунув як найбільш загальне начало твердження: система зі зв'язками, без тертя, зазнаючи...
-
Концепції сучасного природознавства - Карпов Я. С. - 2.9.5.5 Принцип найменшого примусу Гаусса
У 1829 р. у статті "Про нове загальне начало механіки" Гаусе висунув як найбільш загальне начало твердження: система зі зв'язками, без тертя, зазнаючи...
-
Концепції сучасного природознавства - Карпов Я. С. - 2.10.4.2 Струм зміщення
2.10.4.1 Основні передумови Уявлення Фарадея про поле дуже зацікавили Д. К. Максвелла (1831-1879). Він не тільки розвинув їх, але й надав їм математичної...
-
Концепції сучасного природознавства - Карпов Я. С. - 2.10.4.1 Основні передумови
2.10.4.1 Основні передумови Уявлення Фарадея про поле дуже зацікавили Д. К. Максвелла (1831-1879). Він не тільки розвинув їх, але й надав їм математичної...
Концепції сучасного природознавства - Карпов Я. С. - 3.2.6 Принцип еквівалентності