|
Пермский научный сайт |
Под теорией относительности в широком смысле можно понимать любую теорию, которая по определённым правилам описывает свойства систем некоторого вида, исходя из наблюдаемых или известных свойств одной из систем данного вида, но находящейся в других условиях. Примером является теория относительности Галилея, применяемая в инерциальных системам, и позволяющая описывать движение систем с точки зрения инерциальных наблюдателей, движущихся друг относительно друга. Специальная теория относительности (СТО) позволила объединить механику и электродинамику на единой математической основе, использующей преобразования Лоренца для пересчёта значений физических величин из одной инерциальной системы в другую. Особенностью СТО является то, что в ней используется стандартная процедура для измерения пространственных координат и времени с помощью электромагнитной волны, то есть применяется так называемое электромагнитное волновое представление. При этом в аксиоматике СТО вопрос о причинах постоянства скорости света не ставится, так что концепция эфира к обоснованию СТО не привлекается и эфир в этой теории оказывается ненужным.
В 2002 году в книге "Современные проблемы физики. В поисках новых принципов" появилась расширенная специальная теория относительности (РСТО) с новым набором аксиом, в частности аксиома о постоянстве скорости света СТО была заменена на аксиому о существовании изотропной системы отсчёта, в которой скорость света одинакова по всем направлениям. В РСТО эфир допускается как некоторая сущность, проявляющая себя через эффект постоянства скорости света, а так же как основа гравитации в теории гравитации Лесажа. Предполагается, что при электромагнитных измерениях внутри движущихся материальных тел может проявиться эффект влияния эфира на результаты измерений за счёт движения относительно изотропной системы отсчёта, что следует из несколько изменённой формулы преобразований Лоренца, учитывающей коэффициент преломления света в среде. Остальные результаты РСТО совпадают со стандартными результатами СТО.
Общая теория относительности (ОТО) считается обобщением СТО для неинерциальных систем, включая системы отсчёта в гравитационном поле. Поскольку в ОТО гравитационное поле рассматривается как эффект искривления пространства-времени и сводится к геометрии, ОТО долгое время не была аксиоматизирована и в ней не были выделены ни аксиомы самой теории относительности, ни аксиомы для гравитационного поля. Список основных проблем ОТО приведён в статье лоренц-инвариантная теория гравитации.
В 2009 году в книге "Физические теории и бесконечная вложенность материи" были представлены метрическая теория относительности (МТО) и ковариантная теория гравитации (КТГ), построенные на аксиоматической основе. МТО включает в себя РСТО, а также частную и общую теорию относительности в части, относящейся к преобразованию физических величин из одной системы отсчёта в другую, а КТГ является обобщением лоренц-инвариантной теории гравитации (ЛИТГ) на произвольные системы отсчёта и альтернативой ОТО. Характерной чертой МТО является то, что она вводит понятие о различных волновых представлениях явлений. События могут регистрироваться не только с помощью электромагнитных, но и других волн, например, гравитационных. Если эти волны имеют различающиеся скорости своего распространения, то это следует учитывать во всех формулах преобразований физических величин от одной системы отсчёта к другой. Вместо принципа эквивалентности ОТО в МТО принимается принцип локальной эквивалентности энергии-импульса: «В ускоренной системе отсчёта метрика локально зависит не от вида действующей силы, вызывающей данное ускорение, а от конфигурации этой силы в пространстве-времени системы отсчёта, определяемой тензором энергии-импульса». В отличие от ОТО, в МТО полностью учитывается зависимость метрики от вида используемых пробных тел и волн, так что метрика становится функцией от условий её определения. После аксиоматизации ОТО (см. Аксиомы метрической теории относительности и ковариантной теории гравитации против аксиом общей теории относительности) стало возможным произвести сравнение аксиом МТО и ОТО, которое показало, что обшая относительность является частным случаем МТО.
Задачей теории относительности является в том числе представление уравнений физики в ковариантном виде, то есть таким образом, чтобы уравнения были справедливы в требуемом классе систем отсчёта. Для этого уравнения представляют с помощью 4-векторов и 4-тензоров. Как показывают расчёты, стандартное определение 4-силы в искривлённом пространстве-времении оказывается не полностью ковариантным. С целью исправления ситуации в рассмотрение были введены тензор энергии-импульса поля ускорений и тензор ускорений. С помощью этих тензоров удалось записать уравнение движения произвольной частицы в полностью ковариантном виде.
Унификация уравнений различных полей, действующих в веществе, может быть осуществлена с помощью понятия общего поля и стандартной процедуры для нахождения тензора энергии-импульса и уравнений векторного поля любого вида. В результате оказывается, что электромагнитное и гравитационное поля, поле ускорений, поле давления, поле диссипации, поле сильного взаимодействия, поле слабого взаимодействия, другие векторные поля, являются компонентами единого общего поля. Каждое частное поле становится относительно независимым от других полей в состоянии равновесия, когда завершается процесс обмена энергиями между полями. В равновесии частные поля описываются уравнениями, имеющими одну и ту же форму для всех полей, включая уравнение движения. Однако тензор энергии-импульса общего поля может содержать дополнительные перекрёстные члены в виде векторных произведений напряжённостей частных полей, что изменяет релятивистскую энергию системы и показывает взаимодействие между полями.
Открытие масштабного измерения привело к необходимости дополнения стандартной теории относительности при преобразованиях координат и физических величин из одной системы отсчёта в другую. Масштабная координата задаёт положение объектов на космической лестнице уровней материи как на масштабной оси. Для описания физического точечно-подобного объекта необходимо задать не только три пространственные координаты и текущее время, но и принадлежность данного объекта соответствующему уровню материи. Последнее важно потому, что на каждом уровне материи скорости типичных процессов различаются, так что на низших уровнях материи скорость времени увеличивается, а процессы протекают быстрее. Кроме этого, физические свойства объектов (масса, момент импульса, плотность энергии, состав вещества и т.д.) также зависят от уровня материи. В связи с этим масштабные преобразования согласно SPФ-симметрии включают в себя не только преобразования координат и времени, но и по крайней мере ещё одного параметра, например массы. При таких преобразованиях становится возможным описывать физические системы на разных уровнях материи, исходя из данных о подобных системах на каком-либо одном уровне материи.
Ссылки:
| Статья: | Как можно непротиворечиво определить "ПРОСТРАНСТВО". |
| Автор: | А.К. Юхимец |
| Аннотация: | Понятие "пространство" с самого раннего детства становится для нас одним из наиболее привычных, наглядных и вроде бы доступных пониманию, так как с его помощью самым естественным образом устанавливается связь нашего "я" со всем остальным окружающим миром. Такие понятия, как "здесь", "там", "ближе", "дальше" и т.п., связанные с пространством, мы применяем практически на каждом шагу. Все, с чем бы мы ни сталкивались в жизни, все, что мы видим и с чем имеем дело, реально является протяженным и находится в некотором безграничном, как нам кажется, окружающем нас объемном пространстве. С этим объемом, с его неограниченно большой трехмерной протяженностью мы и связываем свое представление о пространстве. Мы не видим в этом понятии и в том, что стоит за ним, ничего проблематичного до тех пор, пока серьезно не задумаемся над вопросом, а куда же это пространство "уходит", куда оно простирается дальше? |
Другие ссылки на публикации по теории относительности:
Бондаренко О.Я. Картина мира в свете теории единого поля
Делямуре В. Неожиданное объединение
Дупляк А.А. РЕЛЯТИВИСТСКИЕ ЭФФЕКТЫ В ТЕОРИИ ЭФИРА
Иванов Г.П. ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ ДЛЯ ЗДРАВОМЫСЛЯЩИХ ИЛИ КОНЕЦ РЕЛЯТИВИСТСКОГО УГАРА
КАРНОВ С.И., ФИШБАХ В.Ю. Критическая статья по поводу “открытия” пяти суперконстант фундаментальной физики Н.В.Косиновым
Ким А. Теория относительности и ошибки А. Эйнштейна
Климец А.П. НОВАЯ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ СПЕЦИАЛЬНОЙ ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
Кормиленко А. П. Общий принцип квантования скорости взаимодействия
Корухов В.В. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ КИНЕМАТИКИ ТАХИОНОВ
Косинов Н.В. К ПРОБЛЕМЕ ПОИСКА ПЕРВИЧНОГО БАЗИСА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ФИЗИЧЕСКИХ КОНСТАНТ
Кулигин В., Кулигина Г., Корнева М. Кризис релятивистских теорий
Кулигин В., Кулигина Г., Корнева М. К столетнему юбилею СТО
Носков Н. Философия физики
Обухов Ю., Захарченко И. Эфир или физический вакуум?
Петров В. Релятивистское замедление времени и относительность одновременности
ПОПОВ П.А. Когда же исправим ошибку А.Майкельсона?
Рыков А. Крах релятивизма Лоренца – Эйнштейна
Юхимец А. К. Ещё один "парадокс" в существующей трактовке СТО
Федосин, С. Г. Физические теории и бесконечная вложенность материи, аксиомы метрической теории относительности и ковариантной теории гравитации.
Федосин С. Г. Физика и философия подобия от преонов до метагалактик, учёт собственного гравитационного поля при определении метрики.
Федосин С. Г. Современные проблемы физики. В поисках новых принципов, представление расширенной специальной теории относительности.
Sergey Fedosin, The physical theories and infinite hierarchical nesting of matter, Volume 1, LAP LAMBERT Academic Publishing, pages: 580, ISBN-13: 978-3-659-57301-9.
Sergey Fedosin, The physical theories and infinite hierarchical nesting of matter, Volume 2, LAP LAMBERT Academic Publishing, pages: 420, ISBN-13: 978-3-659-71511-2.