Найти тему
Теория Вселенной

Общая теория относительности

Из повседневного опыта мы знаем, что положение точки в пространстве можно задать тремя числами - её координатами.Например, координаты городов - это широта, долгота и высота над уровнем моря или можно описать стол: два метра в длину,один в ширину и 80 сантиметров в высоту.

Событие - это нечто, происходящее в определенной точке пространства и в определенный момент времени, следовательно, его можно охарактеризовать четырьмя координатами - тремя пространственными и одним временным. С помощью этих четырех чисел мы можем понять местоположение нашего события в четырехмерном пространстве,которое называется пространством-временем. Например, мы стоим в пробке на МКАДе в шесть часов вечера, у нас есть пространственные координаты города и временная координата.

Конус Минковского
Конус Минковского

Четырехмерное пространство представить человеку невозможно. Почему? Представьте себя муравьём на большом воздушном шаре, вы будете ползать по нему, думая, что он плоский. Для того,чтобы понять, что шар изогнут, нужно выйти за пределы жизни муравья, посмотреть на него издалека. Точно также и у нас, визуально мы можем отличить три координаты, а время мы увидеть не можем, для этого нужно уйти в пятое измерение.

Альберт Эйнштейн (1879 - 1955) в 1915 году опубликовал общую теорию относительности. В ней говорится, что гравитация - это не обычная сила, а следствие того, что пространство-время не является плоским, как считалось раньше; оно искривлено распределёнными в нём массой и энергией.

Если на русском, представьте себе большой батут, в его центр поместите килограммовую гирю, от этого он прогнётся, а теперь возьмём детский попрыгунчик и с угловым ускорением кинем его к центру, он по спирали (из-за прогиба батута) докатится к гире. Если вновь вернутся к А.Эйнштейну, то батут - это пространство-время ( или пространственно-временной континуум), гиря - это массивный объект, например - солнце, а попрыгунчик - это планеты, которые вращаются вокруг него по орбитам.

То есть, пространство-время это плоскость, но под действием массы и энергии ( E=mc^2 это как раз про теорию относительности) прямые плоскости искривляются и получается, что такие тела, как Земля, вовсе не принуждаются двигаться по искривленным орбитам гравитационной силой; они движутся по линиям, которые в искривленном пространстве более всего соответствуют прямым в обычном пространстве и называются геодезическими.

-2

В 1916г. Эйнштейн следуя своей теории, предсказал, что существуют гравитационные волны, а спустя 99 лет в 2015, в лаборатории LIGO группой учёных они были зафиксированы, за что им присудили Нобелевскую премию по физике.

Гравитационные волны - это рябь, проходящая по ткани пространства-времени от массивных, ускоряющихся и вращающийся небесных тел, распространяющаяся со скоростью света.

-3
-4

То есть, есть у звезда и черная дыра, они вращаются вокруг их общего центра масс, и тот и другой объект обладают колоссальными массами, а значит прогибают наш батут, создавая рябь как на лужах. Вот это рябь - это и будут гравитационные волны.