Математичне формулювання загальної теорії відносності

# вікіпедія, Популярність: середня

Математична основа загальної теорії відносності

Що таке загальна теорія відносності?

Загальна теорія відносності – це теорія гравітації, запропонована Альбертом Ейнштейном у 1915 році. Загальна теорія відносності є однією з найбільш успішних теорій у фізиці, вона передбачила багато явищ, які пізніше були підтверджені експериментально.

Математичний апарат загальної теорії відносності

Математичний апарат загальної теорії відносності базується на чотирьох ключових концепціях:

• Поняття простору-часу. В загальній теорії відносності простір і час не є окремими сутностями, а утворюють єдиний чотиривимірний континуум, який називається “простір-час”.
• Принцип еквівалентності. Принцип еквівалентності стверджує, що гравітаційне поле не відрізняється від прискорення. Це означає, що якщо ви знаходитесь в ліфті, який рухається з прискоренням, ви відчуватимете таку ж силу тяжіння, як якщо б ви знаходилися на поверхні Землі.
• Рівняння Ейнштейна. Рівняння Ейнштейна – це система диференціальних рівнянь, які описують кривизну простору-часу. Ці рівняння є дуже складними, і їх точні рішення відомі лише для кількох простих випадків.
• Принцип слабкого поля. Принцип слабкого поля стверджує, що в слабких гравітаційних полях загальна теорія відносності зводиться до ньютонівської теорії гравітації.

Основні тестування загальної теорії відносності

Загальна теорія відносності пройшла ряд експериментальних перевірок, які підтвердили її правильність. Деякі з цих перевірок включають:

• Відхилення світла в гравітаційному полі. В 1919 році Артур Еддінгтон під час сонячного затемнення спостерігав відхилення світла в гравітаційному полі Сонця, що підтвердило передбачення загальної теорії відносності.
• Прецесія орбіти Меркурія. Загальна теорія відносності також точно передбачає прецесію орбіти Меркурія, яка була відкрита ще в 19 столітті.
• Гравітаційні хвилі. У 2015 році вчені вперше виявили гравітаційні хвилі, які є рябіннями простору-часу, що виникають при русі масивних об’єктів.

Застосування загальної теорії відносності

Загальна теорія відносності знайшла застосування в різних галузях фізики, включаючи астрофізику, космологію і квантову гравітацію. В астрофізиці загальна теорія відносності використовується для вивчення чорних дір, нейтронних зірок і інших компактних об’єктів. В космології загальна теорія відносності використовується для вивчення еволюції Всесвіту. В квантовій гравітації загальна теорія відносності використовується для спроби об’єднати загальну теорію відносності і квантову механіку в єдину теорію.

Висновок

Загальна теорія відносності є однією з найважливіших теорій у фізиці, яка внесла значний вклад у наше розуміння гравітації та структури Всесвіту. Загальна теорія відносності пройшла ряд експериментальних перевірок, які підтвердили її правильність, і в наш час вона вважається однією з найбільш перевірених теорій у фізиці.

1. Що таке принцип еквівалентності?
2. Які основні рівняння загальної теорії відносності?
3. Які основні експериментальні перевірки загальної теорії відносності?
4. Які основні застосування загальної теорії відносності?
5. Які основні проблеми, які ще не вирішені в загальній теорії відносності?

Залишити коментар

Опубліковано Максим на 29 12 2023. Поданий під Вікі. Ви можете слідкувати за будь-якими відповідями через RSS 2.0. Ви можете подивитись до кінця і залишити відповідь.