Allgemeine Relativitätstheorie(GR) ist eine geometrische Theorie der Schwerkraft, die 1915-1916 von Albert Einstein veröffentlicht wurde. Innerhalb dieser Theorie, die ist weitere Entwicklung spezielle Relativitätstheorie, wird das postuliert Gravitationseffekte werden nicht durch die Kraftwechselwirkung von in der Raumzeit befindlichen Körpern und Feldern verursacht, sondern durch die Verformung der Raumzeit selbst, die insbesondere mit dem Vorhandensein von Masseenergie verbunden ist. Daher ist in der Allgemeinen Relativitätstheorie, wie in anderen metrischen Theorien, die Gravitation keine Kraftwechselwirkung. Die Allgemeine Relativitätstheorie unterscheidet sich von anderen metrischen Gravitationstheorien dadurch, dass sie Einsteins Gleichungen verwendet, um die Krümmung der Raumzeit mit der im Raum vorhandenen Materie in Beziehung zu setzen.

Am erfolgreichsten ist derzeit OTO Gravitationstheorie durch Beobachtungen gut bestätigt. Der erste Erfolg der Allgemeinen Relativitätstheorie bestand darin, die anomale Präzession des Merkurperihels zu erklären. Dann, im Jahr 1919, berichtete Arthur Eddington über die Beobachtung einer Lichtablenkung in der Nähe der Sonne während einer totalen Sonnenfinsternis, was die Vorhersagen der allgemeinen Relativitätstheorie bestätigte.

Seitdem haben viele andere Beobachtungen und Experimente eine beträchtliche Anzahl der Vorhersagen der Theorie bestätigt, darunter Gravitationsverlangsamung Zeit, gravitative Rotverschiebung, Signalverzögerung im Gravitationsfeld und bisher nur indirekt Gravitationsstrahlung. Darüber hinaus werden zahlreiche Beobachtungen als Bestätigung einer der mysteriösesten und exotischsten Vorhersagen der Allgemeinen Relativitätstheorie interpretiert - der Existenz von Schwarzen Löchern.

Trotz des überwältigenden Erfolgs der Allgemeinen Relativitätstheorie herrscht in der wissenschaftlichen Gemeinschaft Unbehagen darüber, dass sie nicht als klassische Grenze der Quantentheorie neu formuliert werden kann, da bei der Betrachtung von Schwarzen Löchern und Raum-Zeit-Singularitäten im Allgemeinen unwiderrufliche mathematische Divergenzen auftreten. Eine Anzahl alternativer Theorien wurde vorgeschlagen, um dieses Problem anzugehen. Aktuelle experimentelle Beweise deuten darauf hin, dass jede Art von Abweichung von der allgemeinen Relativitätstheorie sehr gering sein sollte, wenn sie überhaupt existiert.

Grundprinzipien der Allgemeinen Relativitätstheorie

Newtons Gravitationstheorie basiert auf dem Konzept der Schwerkraft, die eine Kraft mit großer Reichweite ist: Sie wirkt sofort in jeder Entfernung. Diese Momentanität der Aktion ist mit dem Feldparadigma der modernen Physik und insbesondere mit der 1905 von Einstein geschaffenen speziellen Relativitätstheorie, die von den Arbeiten von Poincaré und Lorentz inspiriert wurde, unvereinbar. In Einsteins Theorie können sich keine Informationen verbreiten schnellere Geschwindigkeit Licht im Vakuum.

Mathematisch wird Newtons Gravitationskraft aus der potentiellen Energie eines Körpers in einem Gravitationsfeld abgeleitet. Das dieser potentiellen Energie entsprechende Gravitationspotential gehorcht der Poisson-Gleichung, die unter Lorentz-Transformationen nicht invariant ist. Der Grund für die Nichtinvarianz liegt darin, dass die Energie in der speziellen Relativitätstheorie keine skalare Größe ist, sondern in die Zeitkomponente des 4er-Vektors eingeht. Die Vektortheorie der Gravitation erweist sich als ähnlich der Maxwellschen Theorie des elektromagnetischen Feldes und führt zu negativer Energie der Gravitationswellen, was mit der Art der Wechselwirkung zusammenhängt: wie Ladungen (Massen) in der Gravitation angezogen und nicht abgestoßen werden, wie im Elektromagnetismus. Daher ist Newtons Gravitationstheorie mit dem Grundprinzip der speziellen Relativitätstheorie unvereinbar – der Invarianz der Naturgesetze in jedem Trägheitsbezugssystem und der direkten Vektorverallgemeinerung von Newtons Theorie, die erstmals 1905 von Poincaré in seinem vorgeschlagen wurde Arbeit "Über die Dynamik des Elektrons", führt zu physikalisch unbefriedigenden Ergebnissen .

Einstein begann mit der Suche nach einer Gravitationstheorie, die mit dem Prinzip der Invarianz der Naturgesetze in Bezug auf jeden Bezugsrahmen vereinbar wäre. Das Ergebnis dieser Suche war die allgemeine Relativitätstheorie, basierend auf dem Prinzip der Identität von schwerer und träger Masse.

Das Prinzip der Gleichheit von schwerer und träger Masse

In der klassischen Newtonschen Mechanik gibt es zwei Massekonzepte: Das erste bezieht sich auf das zweite Newtonsche Gesetz und das zweite auf das Gesetz Schwere. Die erste Masse - Trägheit (oder Trägheit) - ist das Verhältnis der auf den Körper wirkenden Nicht-Gravitationskraft zu seiner Beschleunigung. Die zweite Masse - Gravitation (oder, wie sie manchmal genannt wird, schwer) - bestimmt die Anziehungskraft des Körpers durch andere Körper und seine eigene Anziehungskraft. Im Allgemeinen werden diese beiden Massen, wie aus der Beschreibung ersichtlich, in unterschiedlichen Experimenten gemessen, müssen also gar nicht proportional zueinander sein. Ihre strenge Proportionalität erlaubt es uns, sowohl bei nichtgravitativen als auch bei gravitativen Wechselwirkungen von einer einzigen Körpermasse zu sprechen. Durch geeignete Wahl der Einheiten können diese Massen einander angeglichen werden. Das Prinzip selbst wurde von Isaac Newton aufgestellt, und die Gleichheit der Massen wurde von ihm experimentell mit einer relativen Genauigkeit von 10-3 verifiziert. Ende des 19. Jahrhunderts führte Eötvös subtilere Experimente durch und brachte die Genauigkeit der Verifizierung des Prinzips auf 10-9. Während des 20. Jahrhunderts ermöglichten experimentelle Techniken, die Gleichheit der Massen mit einer relativen Genauigkeit von 10x12-10x13 zu bestätigen (Braginsky, Dicke usw.). Manchmal wird das Prinzip der Gleichheit von schwerer und träger Masse als schwaches Äquivalenzprinzip bezeichnet. Albert Einstein hat sie der allgemeinen Relativitätstheorie zugrunde gelegt.

Das Prinzip der Bewegung entlang geodätischer Linien

Wenn die schwere Masse genau gleich der trägen Masse ist, dann im Ausdruck für die Beschleunigung des Körpers, die nur betroffen ist Gravitationskräfte, sind beide Massen reduziert. Daher hängt die Beschleunigung des Körpers und folglich seine Flugbahn nicht von der Masse ab und Interne Struktur Karosserie. Wenn alle Körper am gleichen Punkt im Raum die gleiche Beschleunigung erhalten, dann kann diese Beschleunigung nicht den Eigenschaften der Körper, sondern den Eigenschaften des Raumes selbst an diesem Punkt zugeordnet werden.

Somit kann die Beschreibung der gravitativen Wechselwirkung zwischen Körpern auf eine Beschreibung der Raumzeit reduziert werden, in der sich die Körper bewegen. Es liegt auf der Hand, wie Einstein anzunehmen, dass sich Körper durch Trägheit bewegen, also so, dass ihre Beschleunigung in ihrem eigenen Bezugssystem Null ist. Die Bahnen der Körper sind dann geodätische Linien, deren Theorie bereits im 19. Jahrhundert von Mathematikern entwickelt wurde.

Die geodätischen Linien selbst können gefunden werden, indem in der Raumzeit ein Analogon des Abstands zwischen zwei Ereignissen angegeben wird, das traditionell als Intervall oder Weltfunktion bezeichnet wird. Das Intervall im dreidimensionalen Raum und in der eindimensionalen Zeit (mit anderen Worten in der vierdimensionalen Raumzeit) ist durch 10 unabhängige Komponenten des metrischen Tensors gegeben. Diese 10 Zahlen bilden die Raummetrik. Es definiert die "Entfernung" zwischen zwei unendlich nahen Punkten der Raumzeit in verschiedenen Richtungen. Geodätische Linien, die den Weltlinien physischer Körper entsprechen, deren Geschwindigkeit kleiner als die Lichtgeschwindigkeit ist, erweisen sich als die Linien der größten Eigenzeit, dh der Zeit, die von einer starr an einem Körper befestigten Uhr gemessen wird, die dieser Bahn folgt. Moderne Experimente bestätigen die Bewegung von Körpern entlang geodätischer Linien mit der gleichen Genauigkeit wie die Gleichheit von schwerer und träger Masse.

Krümmung der Raumzeit

Wenn zwei Körper von zwei nahe beieinander liegenden Punkten parallel zueinander gestartet werden, werden sie sich im Gravitationsfeld allmählich entweder annähern oder voneinander entfernen. Dieser Effekt wird als Abweichung geodätischer Linien bezeichnet. Ein ähnlicher Effekt lässt sich direkt beobachten, wenn zwei Bälle parallel zueinander über eine Gummimembran geschossen werden, auf der in der Mitte ein massiver Gegenstand platziert wird. Die Kugeln zerstreuen sich: Diejenige, die näher an dem durch die Membran drängenden Objekt war, wird stärker zur Mitte tendieren als die weiter entfernte Kugel. Diese Diskrepanz (Abweichung) ist auf die Krümmung der Membran zurückzuführen. In ähnlicher Weise ist in der Raumzeit die Abweichung der Geodäten (die Divergenz der Flugbahnen von Körpern) mit ihrer Krümmung verbunden. Die Krümmung der Raumzeit wird eindeutig durch ihre Metrik – den Metriktensor – bestimmt. Der Unterschied zwischen der allgemeinen Relativitätstheorie und alternativen Gravitationstheorien wird in den meisten Fällen gerade in der Art der Verbindung zwischen Materie (Körper und Felder nicht-gravitativer Natur, die ein Gravitationsfeld erzeugen) und den metrischen Eigenschaften der Raumzeit bestimmt .

Raumzeit GR und das starke Äquivalenzprinzip

Fälschlicherweise wird oft angenommen, dass die Grundlage der Allgemeinen Relativitätstheorie das Äquivalenzprinzip von Gravitations- und Trägheitsfeld ist, das sich wie folgt formulieren lässt:
Relativ kleines Lokal physikalisches System, das sich in einem Gravitationsfeld befindet, ist im Verhalten nicht von demselben System zu unterscheiden, das sich in einem beschleunigten (relativ zum Trägheitsbezugssystem) Referenzsystem befindet, das in die flache Raumzeit der speziellen Relativitätstheorie eingetaucht ist.

Manchmal wird das gleiche Prinzip als "lokale Gültigkeit der speziellen Relativitätstheorie" postuliert oder als "starkes Äquivalenzprinzip" bezeichnet.

Historisch gesehen spielte dieses Prinzip wirklich eine große Rolle bei der Entwicklung der Allgemeinen Relativitätstheorie und wurde von Einstein bei ihrer Entwicklung verwendet. In der endgültigsten Form der Theorie ist es jedoch nicht wirklich enthalten, da die Raumzeit sowohl beschleunigt als auch ursprüngliches System Die Referenz in der speziellen Relativitätstheorie ist nicht gekrümmt - flach, und in der allgemeinen Relativitätstheorie wird sie von jedem Körper gekrümmt, und es ist ihre Krümmung, die die Anziehungskraft der Körper verursacht.

Es ist wichtig anzumerken, dass der Hauptunterschied zwischen der Raumzeit der allgemeinen Relativitätstheorie und der Raumzeit der speziellen Relativitätstheorie ihre Krümmung ist, die durch eine Tensorgröße ausgedrückt wird – den Krümmungstensor. In der Raumzeit der speziellen Relativitätstheorie ist dieser Tensor identisch gleich Null und die Raumzeit ist flach.

Aus diesem Grund ist der Name „Allgemeine Relativitätstheorie“ nicht ganz korrekt. Diese Theorie ist nur eine von mehreren Gravitationstheorien, die derzeit von Physikern in Betracht gezogen werden spezielle Theorie Die Relativitätstheorie (genauer gesagt ihr Prinzip der Raum-Zeit-Metrik) ist allgemein anerkannt wissenschaftliche Gemeinschaft und ist Grundstein Grundlagen der modernen Physik. Es sollte jedoch beachtet werden, dass keine der anderen entwickelten Gravitationstheorien, außer der Allgemeinen Relativitätstheorie, den Test der Zeit und des Experiments bestanden hat.

Hauptfolgen der Allgemeinen Relativitätstheorie

Nach dem Korrespondenzprinzip stimmen in schwachen Gravitationsfeldern die Vorhersagen der Allgemeinen Relativitätstheorie mit den Ergebnissen der Anwendung des Newtonschen Gravitationsgesetzes mit kleinen Korrekturen überein, die mit zunehmender Feldstärke zunehmen.

Die ersten vorhergesagten und bestätigten experimentellen Folgen der Allgemeinen Relativitätstheorie waren drei klassische Effekte, die unten in chronologischer Reihenfolge ihrer ersten Bestätigung aufgeführt sind:
1. Zusätzliche Verschiebung des Perihels der Merkurbahn im Vergleich zu den Vorhersagen der Newtonschen Mechanik.
2. Ablenkung eines Lichtstrahls im Gravitationsfeld der Sonne.
3. Gravitationsrotverschiebung oder Zeitdilatation in einem Gravitationsfeld.

Es gibt eine Reihe weiterer Effekte, die experimentell verifiziert werden können. Unter ihnen können wir die Abweichung und Verzögerung (Shapiro-Effekt) elektromagnetischer Wellen im Gravitationsfeld von Sonne und Jupiter, den Lense-Thirring-Effekt (Präzession eines Kreisels in der Nähe eines rotierenden Körpers), astrophysikalische Beweise für die Existenz von Schwarz erwähnen Löcher, Beweise für die Emission von Gravitationswellen Systeme schließen Doppelsterne und die Expansion des Universums.

Bisher wurden keine zuverlässigen experimentellen Beweise gefunden, die die Allgemeine Relativitätstheorie widerlegen. Die Abweichungen der gemessenen Werte der Effekte von denen, die von der allgemeinen Relativitätstheorie vorhergesagt werden, überschreiten nicht 0,1% (für die oben genannten drei klassischen Phänomene). Trotzdem wegen Aus verschiedenen Gründen Mindestens 30 alternative Gravitationstheorien wurden von Theoretikern entwickelt, und einige von ihnen ermöglichen es, für die entsprechenden Werte der in der Theorie enthaltenen Parameter Ergebnisse zu erhalten, die der allgemeinen Relativitätstheorie beliebig nahe kommen.

SRT, TOE – unter diesen Abkürzungen verbirgt sich der fast jedem geläufige Begriff „Relativitätstheorie“. Alles lässt sich mit einfachen Worten erklären, sogar die Aussage eines Genies, also lassen Sie sich nicht entmutigen, wenn Sie sich nicht erinnern Schulkurs Physik, denn in Wirklichkeit ist alles viel einfacher als es scheint.

Der Ursprung der Theorie

Beginnen wir also mit dem Kurs "Die Relativitätstheorie für Dummies". Albert Einstein veröffentlichte sein Werk 1905 und es erregte Aufsehen unter Wissenschaftlern. Diese Theorie deckte viele Lücken und Ungereimtheiten in der Physik des letzten Jahrhunderts fast vollständig ab, stellte aber darüber hinaus die Vorstellung von Raum und Zeit auf den Kopf. Vielen Zeitgenossen fiel es schwer, an viele Aussagen Einsteins zu glauben, aber Experimente und Studien bestätigten nur die Worte des großen Wissenschaftlers.

Einsteins Relativitätstheorie erklärte in einfachen Worten, womit die Menschen seit Jahrhunderten zu kämpfen hatten. Sie kann als Grundlage aller modernen Physik bezeichnet werden. Bevor jedoch das Gespräch über die Relativitätstheorie fortgesetzt wird, sollte die Begriffsfrage geklärt werden. Sicherlich sind viele beim Lesen populärwissenschaftlicher Artikel auf zwei Abkürzungen gestoßen: SRT und GRT. Tatsächlich bedeuten sie etwas andere Konzepte. Die erste ist die spezielle Relativitätstheorie und die zweite steht für "Allgemeine Relativitätstheorie".

Einfach nur komplex

SRT ist eine ältere Theorie, die später Teil von GR wurde. Es kann nur physikalische Prozesse für mitbewegte Objekte berücksichtigen gleichmäßige Geschwindigkeit. Eine allgemeine Theorie hingegen kann beschreiben, was mit beschleunigten Objekten passiert, und auch erklären, warum Gravitonteilchen und Gravitation existieren.

Wenn es darum geht, die Bewegung sowie das Verhältnis von Raum und Zeit bei Annäherung an Lichtgeschwindigkeit zu beschreiben, kann dies die spezielle Relativitätstheorie leisten. Vereinfacht lässt sich das so erklären: Zum Beispiel haben dir Freunde aus der Zukunft ein Raumschiff geschenkt, das mit hoher Geschwindigkeit fliegen kann. Auf der Nase des Raumschiffs befindet sich eine Kanone, die Photonen auf alles abfeuern kann, was vor ihnen liegt.

Wenn ein Schuss abgefeuert wird, fliegen diese Teilchen relativ zum Schiff mit Lichtgeschwindigkeit, aber logischerweise sollte ein stationärer Beobachter die Summe zweier Geschwindigkeiten sehen (die Photonen selbst und das Schiff). Aber nichts dergleichen. Der Beobachter sieht Photonen, die sich mit einer Geschwindigkeit von 300.000 m/s bewegen, als ob die Geschwindigkeit des Schiffes null wäre.

Die Sache ist, dass, egal wie schnell sich ein Objekt bewegt, die Lichtgeschwindigkeit für es ein konstanter Wert ist.

Diese Aussage ist die Grundlage für erstaunliche logische Schlussfolgerungen wie Verlangsamung und Zeitverzerrung, abhängig von der Masse und Geschwindigkeit des Objekts. Darauf basieren die Handlungen vieler Science-Fiction-Filme und -Serien.

Allgemeine Relativitätstheorie

Auch eine umfangreichere Allgemeine Relativitätstheorie lässt sich mit einfachen Worten erklären. Zunächst sollten wir berücksichtigen, dass unser Raum vierdimensional ist. Zeit und Raum sind in einem solchen „Subjekt“ als „Raum-Zeit-Kontinuum“ vereint. Unser Raum hat vier Koordinatenachsen: x, y, z und t.

Aber Menschen können vier Dimensionen nicht direkt wahrnehmen, genau wie eine Hypothese flacher Mann Leben in einer zweidimensionalen Welt, unfähig aufzublicken. Tatsächlich ist unsere Welt nur eine Projektion des vierdimensionalen Raums in den dreidimensionalen Raum.

Eine interessante Tatsache ist, dass sich Körper nach der allgemeinen Relativitätstheorie nicht verändern, wenn sie sich bewegen. Die Objekte der vierdimensionalen Welt sind nämlich immer unverändert, und wenn sie sich bewegen, ändern sich nur ihre Projektionen, was wir als Zeitverzerrung, Verkleinerung oder Vergrößerung usw. wahrnehmen.

Das Fahrstuhl-Experiment

Die Relativitätstheorie lässt sich mit Hilfe eines kleinen Gedankenexperiments einfach erklären. Stellen Sie sich vor, Sie befinden sich in einem Aufzug. Die Kabine setzte sich in Bewegung und Sie befanden sich in einem Zustand der Schwerelosigkeit. Was ist passiert? Dafür kann es zwei Gründe geben: Entweder befindet sich der Aufzug im Weltraum oder er befindet sich unter dem Einfluss der Schwerkraft des Planeten im freien Fall. Das Interessanteste ist, dass es unmöglich ist, die Ursache der Schwerelosigkeit herauszufinden, wenn es keine Möglichkeit gibt, aus der Aufzugskabine zu schauen, das heißt, beide Prozesse sehen gleich aus.

Vielleicht durch Ausgaben ähnlich Gedankenexperiment, Albert Einstein kam zu dem Schluss, dass, wenn diese beiden Situationen nicht voneinander zu unterscheiden sind, der Körper unter dem Einfluss der Schwerkraft tatsächlich nicht beschleunigt, dies eine gleichmäßige Bewegung ist, die unter dem Einfluss eines massiven Körpers gekrümmt ist ( in dieser Fall Planeten). Somit ist eine beschleunigte Bewegung nur eine Projektion einer gleichförmigen Bewegung in den dreidimensionalen Raum.

bildhaftes Beispiel

Noch eins gutes Beispiel zum Thema "Die Relativitätstheorie für Dummies". Es ist nicht ganz richtig, aber es ist sehr einfach und klar. Wenn irgendein Gegenstand auf einen gespannten Stoff gelegt wird, bildet er darunter eine „Umlenkung“, einen „Trichter“. Alle kleineren Körper werden gezwungen sein, ihre Flugbahn entsprechend der neuen Raumkrümmung zu verzerren, und wenn der Körper wenig Energie hat, kann er diesen Trichter überhaupt nicht überwinden. Aus Sicht des sich bewegenden Objekts selbst bleibt die Flugbahn jedoch gerade, sie werden die Krümmung des Raums nicht spüren.

Schwerkraft "heruntergestuft"

Mit dem Aufkommen der allgemeinen Relativitätstheorie hat die Schwerkraft aufgehört, eine Kraft zu sein, und begnügt sich nun mit der Position einer einfachen Folge der Krümmung von Zeit und Raum. Die Allgemeine Relativitätstheorie mag fantastisch erscheinen, aber sie ist eine funktionierende Version und wird durch Experimente bestätigt.

Viele scheinbar unglaubliche Dinge in unserer Welt können durch die Relativitätstheorie erklärt werden. Vereinfacht gesagt nennt man solche Dinge Folgen der Allgemeinen Relativitätstheorie. Beispielsweise werden Lichtstrahlen, die im Nahbereich von massiven Körpern fliegen, gebogen. Darüber hinaus sind viele Objekte aus dem fernen Weltraum hintereinander verborgen, aber aufgrund der Tatsache, dass die Lichtstrahlen andere Körper umkreisen, stehen unserem Blick (genauer gesagt dem Blick des Teleskops) scheinbar unsichtbare Objekte zur Verfügung. Es ist, als würde man durch Wände schauen.

Je größer die Schwerkraft, desto langsamer fließt die Zeit auf der Oberfläche eines Objekts. Das gilt nicht nur für massereiche Körper wie Neutronensterne oder Schwarze Löcher. Der Effekt der Zeitdilatation kann sogar auf der Erde beobachtet werden. Beispielsweise sind Satellitennavigationsgeräte mit den genauesten Atomuhren ausgestattet. Sie befinden sich in der Umlaufbahn unseres Planeten, und dort tickt die Zeit etwas schneller. Hundertstelsekunden an einem Tag summieren sich zu einer Zahl, die bis zu 10 km Fehler bei der Routenberechnung auf der Erde ergibt. Es ist die Relativitätstheorie, die es uns erlaubt, diesen Fehler zu berechnen.

Vereinfacht können wir es so ausdrücken: Die Allgemeine Relativitätstheorie liegt vielen modernen Technologien zugrunde, und dank Einstein finden wir leicht eine Pizzeria und eine Bibliothek in einer unbekannten Gegend.

Die Relativitätstheorie wurde Anfang des 20. Jahrhunderts von Albert Einstein eingeführt. Was ist sein Wesen? Betrachten wir die wichtigsten Punkte und charakterisieren den EVG in einer verständlichen Sprache.

Die Relativitätstheorie beseitigte praktisch die Ungereimtheiten und Widersprüche der Physik des 20. Jahrhunderts, zwang sie, die Vorstellung von der Struktur der Raumzeit radikal zu ändern, und wurde in zahlreichen Experimenten und Studien experimentell bestätigt.

Somit bildete EVG die Grundlage aller modernen fundamentalen physikalischen Theorien. Tatsächlich ist dies die Mutter der modernen Physik!

Zunächst ist anzumerken, dass es zwei Relativitätstheorien gibt:

• Spezielle Relativitätstheorie (SRT) - betrachtet physikalische Prozesse in sich gleichförmig bewegenden Objekten.
• Allgemeine Relativitätstheorie (GR) - beschreibt beschleunigte Objekte und erklärt den Ursprung solcher Phänomene wie Gravitation und Existenz.

Es ist klar, dass SRT früher erschienen ist und tatsächlich ein Teil von GTR ist. Reden wir zuerst über sie.

STO in einfachen Worten

Die Theorie basiert auf dem Relativitätsprinzip, wonach alle Naturgesetze in Bezug auf ruhende und sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegende Körper gleich sind. Und aus solch einem scheinbar einfachen Gedanken folgt, dass die Lichtgeschwindigkeit (300.000 m/s im Vakuum) für alle Körper gleich ist.

Stellen Sie sich zum Beispiel vor, Sie bekommen ein Raumschiff aus der fernen Zukunft, das mit großer Geschwindigkeit fliegen kann. Am Bug des Schiffes ist eine Laserkanone montiert, die Photonen nach vorne schießen kann.

Relativ zum Schiff fliegen solche Teilchen mit Lichtgeschwindigkeit, aber relativ zu einem stationären Beobachter sollten sie schneller fliegen, da beide Geschwindigkeiten summiert werden.

Dies geschieht jedoch nicht wirklich! Ein Beobachter von außen sieht Photonen mit 300.000 m/s fliegen, als wäre ihnen nicht die Geschwindigkeit des Raumfahrzeugs hinzugefügt worden.

Es muss daran erinnert werden, dass die Lichtgeschwindigkeit relativ zu jedem Körper ein konstanter Wert ist, egal wie schnell er sich bewegt.

Daraus ergeben sich erstaunliche Schlussfolgerungen wie Zeitdilatation, Längskontraktion und Geschwindigkeitsabhängigkeit des Körpergewichts. Lesen Sie mehr über die interessantesten Konsequenzen der Speziellen Relativitätstheorie im Artikel unter dem folgenden Link.

Das Wesen der Allgemeinen Relativitätstheorie (GR)

Um es besser zu verstehen, müssen wir zwei Fakten noch einmal kombinieren:

• Wir leben im 4D-Raum

Raum und Zeit sind Manifestationen derselben Entität, die als „Raum-Zeit-Kontinuum“ bezeichnet wird. Dies ist die 4-dimensionale Raumzeit mit den Koordinatenachsen x, y, z und t.

Wir Menschen sind nicht in der Lage, 4 Dimensionen gleich wahrzunehmen. Tatsächlich sehen wir nur Projektionen eines realen vierdimensionalen Objekts auf Raum und Zeit.

Interessanterweise besagt die Relativitätstheorie nicht, dass sich Körper verändern, wenn sie sich bewegen. 4-dimensionale Objekte bleiben immer unverändert, aber bei relativer Bewegung können sich ihre Projektionen ändern. Und wir nehmen dies als eine Verlangsamung der Zeit, eine Verringerung der Größe usw. wahr.

• Alle Körper fallen mit konstanter Geschwindigkeit, anstatt zu beschleunigen

Machen wir ein gruseliges Gedankenexperiment. Stellen Sie sich vor, Sie fahren in einer geschlossenen Aufzugskabine und befinden sich in einem Zustand der Schwerelosigkeit.

Diese Situation kann nur aus zwei Gründen auftreten: Entweder Sie befinden sich im Weltraum oder Sie fallen mit der Kabine unter dem Einfluss der Erdanziehungskraft frei.

Ohne aus der Kabine zu schauen, ist es absolut unmöglich, zwischen diesen beiden Fällen zu unterscheiden. Es ist nur so, dass Sie in einem Fall gleichmäßig fliegen und in dem anderen mit Beschleunigung. Sie müssen raten!

Vielleicht hat Albert Einstein selbst über einen imaginären Aufzug nachgedacht, und er hatte eine erstaunliche Idee: Wenn diese beiden Fälle nicht unterschieden werden können, dann ist auch das Fallen aufgrund der Schwerkraft eine gleichförmige Bewegung. Es ist nur so, dass die Bewegung in der vierdimensionalen Raumzeit gleichförmig ist, aber in Gegenwart von massiven Körpern (zum Beispiel) wird sie gebogen und die gleichförmige Bewegung wird in Form einer beschleunigten Bewegung in unseren gewöhnlichen dreidimensionalen Raum projiziert.

Schauen wir uns ein weiteres einfacheres, wenn auch nicht ganz korrektes Beispiel einer zweidimensionalen Raumkrümmung an.

Man kann sich vorstellen, dass jeder massive Körper unter sich eine Art figurativen Trichter erzeugt. Dann werden andere vorbeifliegende Körper ihre Bewegung nicht mehr in einer geraden Linie fortsetzen können und ihre Flugbahn entsprechend den Krümmungen des gekrümmten Raums ändern.

Übrigens, wenn der Körper nicht so viel Energie hat, kann sich seine Bewegung im Allgemeinen als geschlossen herausstellen.

Es ist erwähnenswert, dass sie sich aus der Sicht von sich bewegenden Körpern weiterhin in einer geraden Linie bewegen, weil sie nichts spüren, was sie dazu bringt, sich zu drehen. Sie sind gerade in einen gekrümmten Raum geraten und haben, ohne es zu merken, eine nicht geradlinige Flugbahn.

Es sollte beachtet werden, dass 4 Dimensionen gebogen sind, einschließlich der Zeit, daher sollte diese Analogie mit Vorsicht behandelt werden.

Die Gravitation ist also in der allgemeinen Relativitätstheorie überhaupt keine Kraft, sondern nur eine Folge der Krümmung der Raumzeit. Im Moment ist diese Theorie eine funktionierende Version des Ursprungs der Gravitation und stimmt hervorragend mit Experimenten überein.

Überraschende Konsequenzen der Allgemeinen Relativitätstheorie

Lichtstrahlen können gebogen werden, wenn sie in der Nähe von massiven Körpern fliegen. Tatsächlich wurden im Weltraum entfernte Objekte gefunden, die sich hinter anderen „verstecken“, aber die Lichtstrahlen gehen um sie herum, dank derer das Licht uns erreicht.

Gemäß der Allgemeinen Relativitätstheorie vergeht die Zeit umso langsamer, je stärker die Gravitation ist. Diese Tatsache wird beim Betrieb von GPS und GLONASS unbedingt berücksichtigt, denn ihre Satelliten haben die genauesten Atomuhren, die etwas schneller ticken als auf der Erde. Wenn diese Tatsache nicht berücksichtigt wird, beträgt der Koordinatenfehler an einem Tag 10 km.

Dank Albert Einstein können Sie nachvollziehen, wo sich in der Nähe eine Bibliothek oder ein Geschäft befindet.

Und schließlich sagt GR die Existenz von Schwarzen Löchern voraus, um die herum die Schwerkraft so stark ist, dass die Zeit einfach in der Nähe stehen bleibt. Daher kann Licht, das in ein Schwarzes Loch eintritt, es nicht verlassen (reflektiert werden).

Im Zentrum eines Schwarzen Lochs entsteht aufgrund der kolossalen Gravitationskontraktion ein Objekt mit unendlicher Weite Hohe Dichte, und so scheint es, kann es nicht sein.

Daher kann GR im Gegensatz zu zu sehr widersprüchlichen Schlussfolgerungen führen, weshalb die Mehrheit der Physiker es nicht vollständig akzeptierte und weiterhin nach einer Alternative suchte.

Aber sie schafft es, vieles erfolgreich vorherzusagen, zum Beispiel die jüngsten sensationelle Entdeckung bestätigte die Relativitätstheorie und erinnerte mich wieder an den großen Wissenschaftler mit heraushängender Zunge. Liebe Wissenschaft, lies WikiScience.

Über diese Theorie wurde gesagt, dass nur drei Menschen auf der Welt sie verstehen, und als Mathematiker versuchten, in Zahlen auszudrücken, was daraus folgt, scherzte der Autor selbst - Albert Einstein -, dass er sie jetzt nicht mehr verstehe.

Die spezielle und die allgemeine Relativitätstheorie sind untrennbare Bestandteile der Lehre, auf der moderne wissenschaftliche Ansichten über den Aufbau der Welt aufbauen.

"Jahr der Wunder"

1905 veröffentlichten die Annalen der Physik, eine führende deutsche wissenschaftliche Publikation, nacheinander vier Artikel des 26-jährigen Albert Einstein, der als Prüfer 3 Erfindungen patentieren in Bern. Er hatte schon früher mit dem Magazin zusammengearbeitet, aber die Veröffentlichung so vieler Artikel in einem Jahr war ein außergewöhnliches Ereignis. Es wurde noch herausragender, als der Wert der in jedem von ihnen enthaltenen Ideen deutlich wurde.

Im ersten der Artikel wurden Gedanken über die Quantennatur des Lichts geäußert und die Prozesse der Absorption und Freisetzung elektromagnetischer Strahlung betrachtet. Auf dieser Grundlage wurde zunächst der photoelektrische Effekt erklärt - die Emission von Elektronen durch Materie, die durch Lichtphotonen ausgeknockt wurden, es wurden Formeln zur Berechnung der in diesem Fall freigesetzten Energiemenge vorgeschlagen. Für die theoretische Entwicklung des photoelektrischen Effekts, der zum Beginn der Quantenmechanik wurde, und nicht für die Postulate der Relativitätstheorie, wird Einstein 1922 der Nobelpreis für Physik verliehen.

In einem weiteren Artikel wurde der Grundstein für angewandte Bereiche der physikalischen Statistik gelegt, basierend auf der Untersuchung der Brownschen Bewegung kleinster Teilchen, die in einer Flüssigkeit suspendiert sind. Einstein schlug Methoden zur Suche nach Schwankungsmustern vor - zufällig und zufällige Abweichungen physikalische Quantitäten von ihren wahrscheinlichsten Werten.

Und schließlich in den Artikeln „Zur Elektrodynamik bewegter Körper“ und „Hängt die Trägheit eines Körpers von seinem Energiegehalt ab?“ enthielt die Keime dessen, was in der Geschichte der Physik als Albert Einsteins Relativitätstheorie bezeichnet wird, oder besser gesagt als ihr erster Teil - SRT - die spezielle Relativitätstheorie.

Quellen und Vorgänger

Ende des 19. Jahrhunderts schien es vielen Physikern, dass die meisten globalen Probleme des Universums gelöst, die wichtigsten Entdeckungen gemacht worden seien und die Menschheit das angesammelte Wissen nur noch für eine mächtige Beschleunigung nutzen müsste technischer Fortschritt. Nur einige theoretische Ungereimtheiten störten das harmonische Bild des Universums, das mit Äther gefüllt ist und nach unveränderlichen Newtonschen Gesetzen lebt.

Die Harmonie wurde durch Maxwells theoretische Forschung verdorben. Seine Gleichungen, die die Wechselwirkungen elektromagnetischer Felder beschrieben, widersprachen den allgemein anerkannten Gesetzen der klassischen Mechanik. Es ging um die Messung der Lichtgeschwindigkeit in dynamische Systeme Referenz, als das Relativitätsprinzip von Galileo aufhörte zu funktionieren - führte das mathematische Modell der Wechselwirkung solcher Systeme bei Bewegung mit Lichtgeschwindigkeit zum Verschwinden elektromagnetischer Wellen.

Auch der Äther, der die gleichzeitige Existenz von Teilchen und Wellen, Makro- und Mikrokosmos versöhnen sollte, gab der Entdeckung nicht nach. Das Experiment, das 1887 von Albert Michelson und Edward Morley durchgeführt wurde, zielte darauf ab, den „ätherischen Wind“ nachzuweisen, der zwangsläufig von einem einzigartigen Gerät – einem Interferometer – aufgezeichnet werden musste. Das Experiment dauerte ein ganzes Jahr - die Zeit der vollständigen Umdrehung der Erde um die Sonne. Der Planet musste sich ein halbes Jahr lang gegen den Ätherstrom bewegen, der Äther musste ein halbes Jahr lang „in die Segel der Erde blasen“, aber das Ergebnis war null: Es gab keine Verschiebung von Lichtwellen unter dem Einfluss des Äthers gefunden, die Zweifel an der Existenz des Äthers aufkommen lassen.

Lorentz und Poincaré

Physiker haben versucht, eine Erklärung für die Ergebnisse von Experimenten zum Nachweis des Äthers zu finden. Hendrik Lorentz (1853-1928) schlug sein mathematisches Modell vor. Es hat die ätherische Raumfüllung wieder zum Leben erweckt, aber nur unter einer sehr bedingten und künstlichen Annahme, dass sich Objekte bei der Bewegung durch den Äther in Bewegungsrichtung zusammenziehen können. Dieses Modell wurde von dem großen Henri Poincaré (1854-1912) fertiggestellt.

In den Arbeiten dieser beiden Wissenschaftler tauchten zum ersten Mal Konzepte auf, die weitgehend die Hauptpostulate der Relativitätstheorie ausmachten, und dies lässt Einsteins Plagiatsvorwürfe nicht abebben. Dazu gehören die Bedingtheit des Begriffs der Gleichzeitigkeit, die Hypothese der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit. Poincaré gab das zu hohe Geschwindigkeiten Newtons Gesetze der Mechanik müssen revidiert werden, er machte eine Schlussfolgerung über die Relativität der Bewegung, aber in Anwendung auf die ätherische Theorie.

Spezielle Relativitätstheorie - SRT

Probleme der korrekten Beschreibung elektromagnetische Prozesse wurde zu einem Anreiz für die Auswahl eines Themas für theoretische Entwicklungen, und Einsteins 1905 veröffentlichte Artikel enthielten eine Interpretation eines bestimmten Falls - gleichförmige und geradlinige Bewegung. Bis 1915 wurde die allgemeine Relativitätstheorie gebildet, die die Wechselwirkungen und Gravitationswechselwirkungen erklärte, aber die erste war die Theorie, die als spezielle bezeichnet wird.

Einsteins spezielle Relativitätstheorie lässt sich in zwei grundlegende Postulate zusammenfassen. Die erste dehnt die Wirkung von Galileis Relativitätsprinzip auf alles aus physikalische Phänomene und nicht nur mechanische Prozesse. In mehr generelle Form es heißt: Alle physikalische Gesetze sind für alle Trägheitsbezugsrahmen (gleichmäßig geradlinig oder ruhend) gleich.

Die zweite Aussage, die die spezielle Relativitätstheorie enthält: Die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichts im Vakuum ist für alle Inertialsysteme gleich. Darüber hinaus wird eine allgemeinere Schlussfolgerung gezogen: Die Lichtgeschwindigkeit ist der Maximalwert der Übertragungsrate von Wechselwirkungen in der Natur.

In den mathematischen Berechnungen der SRT wird die Formel E=mc² angegeben, die zuvor in physikalischen Veröffentlichungen erschienen ist, aber dank Einstein zur berühmtesten und beliebtesten in der Geschichte der Wissenschaft wurde. Der Schluss über die Äquivalenz von Masse und Energie ist die revolutionärste Formel der Relativitätstheorie. Das Konzept, dass jedes Objekt mit Masse eine riesige Menge an Energie enthält, wurde zur Grundlage für Entwicklungen bei der Nutzung der Kernenergie und führte vor allem zum Erscheinen der Atombombe.

Auswirkungen der speziellen Relativitätstheorie

Aus der SRT folgen mehrere Konsequenzen, die als relativistische (relativistische englisch - relativeity) Effekte bezeichnet werden. Die Zeitdilatation ist eine der auffälligsten. Sein Wesen ist das in einem sich bewegenden Bezugsrahmen die Zeit läuft Langsamer. Berechnungen zeigen, dass auf einem Raumschiff, das einen hypothetischen Flug zum Sternensystem Alpha Centauri und zurück mit einer Geschwindigkeit von 0,95 c (c ist die Lichtgeschwindigkeit) gemacht hat, 7,3 Jahre vergehen und auf der Erde - 12 Jahre. Solche Beispiele werden oft gegeben, wenn man die Relativitätstheorie für Dummies erklärt, sowie das damit verbundene Zwillingsparadoxon.

Ein weiterer Effekt ist die Reduzierung der Längenmaße, d. h. aus Sicht des Beobachters haben Objekte, die sich relativ zu ihm mit einer Geschwindigkeit nahe c bewegen, kleinere Längenmaße in Bewegungsrichtung als ihre eigene Länge. Dieser von der relativistischen Physik vorhergesagte Effekt wird als Lorentz-Kontraktion bezeichnet.

Nach den Gesetzen der relativistischen Kinematik die Masse eines bewegten Körpers mehr Masse sich ausruhen. Besonders bedeutsam wird dieser Effekt bei der Entwicklung von Instrumenten zur Untersuchung von Elementarteilchen – der Betrieb des LHC (Large Hadron Collider) ist ohne Berücksichtigung kaum vorstellbar.

Freizeit

Einer von kritische Komponenten SRT ist eine grafische Darstellung der relativistischen Kinematik, ein spezielles Konzept einer einzigen Raumzeit, das vom deutschen Mathematiker Hermann Minkowski vorgeschlagen wurde, der einst Mathematiklehrer für einen Schüler von Albert Einstein war.

Die Essenz des Minkowski-Modells liegt in einem völlig neuen Ansatz zur Bestimmung der Position interagierender Objekte. Besondere Beachtung findet die spezielle Relativitätstheorie der Zeit. Die Zeit wird nicht nur zur vierten Koordinate des klassischen dreidimensionalen Koordinatensystems, die Zeit ist kein absoluter Wert, sondern eine untrennbare Eigenschaft des Raums, der die Form eines Raum-Zeit-Kontinuums annimmt, grafisch ausgedrückt als Kegel, in dem alle Interaktionen stattfinden.

Ein solcher Raum in der Relativitätstheorie mit seiner Entwicklung zu einem allgemeineren Charakter wurde später einer weiteren Krümmung unterzogen, die ein solches Modell auch für die Beschreibung gravitativer Wechselwirkungen geeignet machte.

Weiterentwicklung der Theorie

Die SRT fand unter Physikern nicht sofort Verständnis, wurde aber allmählich zum Hauptwerkzeug zur Beschreibung der Welt, insbesondere der Welt der Elementarteilchen, die zum Hauptgegenstand des Studiums der Physik wurde. Aber die Aufgabe, die SRT durch eine Erklärung der Gravitationskräfte zu ergänzen, war sehr relevant, und Einstein hörte nicht auf zu arbeiten und verfeinerte die Prinzipien der Allgemeinen Relativitätstheorie - GR. Die mathematische Verarbeitung dieser Prinzipien dauerte ziemlich lange - etwa 11 Jahre, und daran nahmen Spezialisten aus den an die Physik angrenzenden Bereichen der exakten Wissenschaften teil.

So leistete der führende Mathematiker dieser Zeit, David Hilbert (1862-1943), der einer der Mitautoren der Gravitationsfeldgleichungen wurde, einen großen Beitrag. Sie waren der letzte Stein beim Bau eines schönen Gebäudes, das den Namen erhielt - die Allgemeine Relativitätstheorie oder GR.

Allgemeine Relativitätstheorie - GR

Die moderne Theorie des Gravitationsfeldes, die Theorie der "Raum-Zeit"-Struktur, die Geometrie der "Raum-Zeit", das Gesetz der physikalischen Wechselwirkungen in nicht-trägen Bezugssystemen - all dies sind die verschiedenen Namen, die Albert Einstein verwendet Allgemeine Relativitätstheorie ist ausgestattet mit.

Die Theorie der universellen Gravitation, die lange Zeit die Ansichten der Physik über die Schwerkraft, über die Wechselwirkungen von Objekten und Feldern unterschiedlicher Größe bestimmt hat. Paradoxerweise, aber sein Hauptnachteil war die Ungreifbarkeit, illusorische, mathematische Natur seines Wesens. Es gab eine Leere zwischen Sternen und Planeten, eine Anziehungskraft dazwischen Himmelskörper erklärt durch die Fernwirkung bestimmter Kräfte und augenblicklich. Albert Einsteins allgemeine Relativitätstheorie füllte die Schwerkraft mit physikalischem Inhalt, stellte sie als direkten Kontakt verschiedener materieller Objekte dar.

Die Geometrie der Schwerkraft

Die Hauptidee, mit der Einstein die Gravitationswechselwirkungen erklärte, ist sehr einfach. Er erklärt den physikalischen Ausdruck der Gravitationskräfte zur Raumzeit, die mit ziemlich greifbaren Merkmalen ausgestattet ist - Metriken und Verformungen, die von der Masse des Objekts beeinflusst werden, um das sich solche Krümmungen bilden. Zu einer Zeit wurden Einstein sogar Aufrufe zugeschrieben, das Konzept des Äthers als eines elastischen materiellen Mediums, das den Raum erfüllt, in die Theorie des Universums zurückzubringen. Er erklärte auch, dass es für ihn schwierig sei, eine Substanz zu nennen, die viele Eigenschaften hat, die als Vakuum bezeichnet werden können.

Schwerkraft ist also eine Manifestation geometrische Eigenschaften vierdimensionale Raumzeit, die in der SRT als ungekrümmt, aber in einem mehr bezeichnet wurde häufige Fälle Dieser ist mit einer Krümmung ausgestattet, die die Bewegung von materiellen Objekten bestimmt, denen gemäß dem von Einstein erklärten Äquivalenzprinzip die gleiche Beschleunigung gegeben wird.

Dieses grundlegende Prinzip der Relativitätstheorie erklärt viele der „Engpässe“ der Newtonschen Theorie der universellen Gravitation: die Krümmung des Lichts, die beobachtet wird, wenn es während einiger astronomischer Phänomene in der Nähe massiver Weltraumobjekte vorbeigeht, und die gleiche Beschleunigung des Falls von Körpern, die von festgestellt wurde die Alten, unabhängig von ihrer Masse.

Modellierung der Raumkrümmung

Ein gängiges Beispiel, das die allgemeine Relativitätstheorie für Dummies erklärt, ist die Darstellung der Raumzeit in Form eines Trampolins - einer elastischen dünnen Membran, auf der Objekte (meistens Bälle) ausgelegt sind, die interagierende Objekte imitiert. Schwere Kugeln biegen die Membran und bilden einen Trichter um sie herum. Eine kleinere Kugel, die auf die Oberfläche geschossen wird, bewegt sich in voller Übereinstimmung mit den Gesetzen der Schwerkraft und rollt allmählich in die Vertiefungen, die von massiveren Objekten gebildet werden.

Aber dieses Beispiel ist eher willkürlich. Die reale Raumzeit ist mehrdimensional, ihre Krümmung sieht auch nicht so elementar aus, aber das Prinzip der Entstehung der gravitativen Wechselwirkung und das Wesen der Relativitätstheorie werden deutlich. Jedenfalls gibt es noch keine Hypothese, die die Gravitationstheorie logischer und kohärenter erklären würde.

Beweise der Wahrheit

GR wurde schnell als starkes Fundament angesehen, auf dem man aufbauen konnte moderne Physik. Die Relativitätstheorie beeindruckte von Anfang an mit ihrer Harmonie und Harmonie, und nicht nur Spezialisten, und bald nach ihrem Erscheinen wurde sie durch Beobachtungen bestätigt.

Der sonnennächste Punkt - das Perihel - der Merkurbahn verschiebt sich allmählich relativ zu den Bahnen anderer Planeten im Sonnensystem, das bereits Mitte des 19. Jahrhunderts entdeckt wurde. Eine solche Bewegung – Präzession – fand im Rahmen von Newtons Theorie der universellen Gravitation keine vernünftige Erklärung, sondern wurde auf der Grundlage der allgemeinen Relativitätstheorie genau berechnet.

Die Sonnenfinsternis von 1919 bot Gelegenheit für einen weiteren Beweis der Allgemeinen Relativitätstheorie. Arthur Eddington, der sich scherzhaft als zweiter von drei Personen bezeichnete, die die Grundlagen der Relativitätstheorie verstehen, bestätigte die von Einstein vorhergesagten Abweichungen beim Durchgang von Lichtphotonen in der Nähe des Sterns: Zum Zeitpunkt der Sonnenfinsternis eine Verschiebung in die scheinbare Position einiger Sterne machte sich bemerkbar.

Das Experiment zur Erkennung der Verlangsamung der Uhr oder der Rotverschiebung der Gravitation wurde von Einstein selbst vorgeschlagen, neben anderen Beweisen der Allgemeinen Relativitätstheorie. Nur später lange Jahre gelang es, die notwendige Versuchsausrüstung vorzubereiten und dieses Experiment durchzuführen. Es stellte sich heraus, dass die Gravitationsfrequenzverschiebung der Strahlung von Sender und Empfänger, die in der Höhe voneinander entfernt waren, innerhalb der von der allgemeinen Relativitätstheorie vorhergesagten Grenzen lag, und die Harvard-Physiker Robert Pound und Glen Rebka, die dieses Experiment durchführten, erhöhten die Genauigkeit der Messungen nur noch weiter , und die Formel der Relativitätstheorie erwies sich erneut als richtig.

Zur Begründung der bedeutendsten Forschungsprojekte Weltraum Einsteins Relativitätstheorie ist ein Muss. Kurz gesagt, es ist zu einem technischen Werkzeug für Spezialisten geworden, insbesondere für diejenigen, die mit Satellitennavigationssystemen - GPS, GLONASS usw. - zu tun haben. Es ist unmöglich, die Koordinaten eines Objekts selbst auf relativ kleinem Raum mit der erforderlichen Genauigkeit zu berechnen, ohne die von der allgemeinen Relativitätstheorie vorhergesagten Verlangsamungen von Signalen zu berücksichtigen. Vor allem, wenn es um Objekte geht, die voneinander beabstandet sind räumliche Abstände wo der Fehler in der Navigation groß sein kann.

Schöpfer der Relativitätstheorie

Albert Einstein war noch ein junger Mann, als er die Grundlagen der Relativitätstheorie veröffentlichte. Anschließend wurden ihm ihre Mängel und Ungereimtheiten klar. Insbesondere die Hauptproblem Die Allgemeine Relativitätstheorie wurde zur Unmöglichkeit ihres Hineinwachsens in die Quantenmechanik, da die Beschreibung gravitativer Wechselwirkungen Prinzipien verwendet, die sich radikal voneinander unterscheiden. In der Quantenmechanik wird die Wechselwirkung von Objekten in einer einzigen Raumzeit betrachtet, und nach Einstein bildet dieser Raum selbst die Gravitation.

Die "Formel aller Dinge" schreiben - Einheitliche Theorie Feld, das die Widersprüche zwischen der Allgemeinen Relativitätstheorie und der Quantenphysik beseitigen sollte, war Einsteins Ziel für viele Jahre, er arbeitete bis zur letzten Stunde an dieser Theorie, hatte aber keinen Erfolg. Die Probleme der Allgemeinen Relativitätstheorie sind für viele Theoretiker zu einem Ansporn bei der Suche nach perfekteren Modellen der Welt geworden. So entstanden Stringtheorien, Schleifenquantengravitation und viele andere.

Die Persönlichkeit des Autors der Allgemeinen Relativitätstheorie hinterließ Spuren in der Geschichte, vergleichbar mit der wissenschaftlichen Bedeutung der Relativitätstheorie selbst. Sie lässt es bisher nicht gleichgültig. Einstein selbst wunderte sich, warum ihm und seiner Arbeit so viel Aufmerksamkeit von Leuten geschenkt wurde, die nichts mit Physik zu tun hatten. Dank seiner persönlichen Qualitäten, seines berühmten Witzes, seiner aktiven politischen Position und sogar seiner ausdrucksstarken Erscheinung wurde Einstein zum berühmtesten Physiker der Erde, zum Helden vieler Bücher, Filme und Computerspiele.

Das Ende seines Lebens wird von vielen dramatisch beschrieben: Er war allein, hielt sich für verantwortlich für das Erscheinen der schrecklichsten Waffe, die zu einer Bedrohung für alles Leben auf dem Planeten wurde, so seine Theorie Einheitliches Feld blieb ein unrealistischer Traum, aber das beste Ergebnis können die kurz vor seinem Tod gesprochenen Worte Einsteins sein, dass er seine Aufgabe auf der Erde erfüllt habe. Es ist schwer, dem zu widersprechen.