Te?riu relativity zaviedol Albert Einstein na za?iatku 20. storo?ia. ?o je jej podstatou? Pozrime sa na hlavn? body a charakterizujte TOE v zrozumite?nom jazyku.

Te?ria relativity prakticky eliminovala nezrovnalosti a rozpory fyziky 20. storo?ia, prin?tila radik?lne zmeni? predstavu o ?trukt?re ?asopriestoru a bola experiment?lne potvrden? v mnoh?ch experimentoch a ?t?di?ch.

TOE teda tvoril z?klad v?etk?ch modern?ch z?kladn?ch fyzik?lnych te?ri?. V skuto?nosti je to matka modernej fyziky!

Na za?iatok stoj? za zmienku, ?e existuj? 2 te?rie relativity:

• ?peci?lna relativita (SRT) - uva?uje fyzik?lne procesy v rovnomerne sa pohybuj?cich objektoch.
• V?eobecn? relativita (GR) - popisuje zr?ch?uj?ce sa objekty a vysvet?uje p?vod tak?ch javov, ako je gravit?cia a existencia.

Je jasn?, ?e SRT sa objavil sk?r a v skuto?nosti je s??as?ou GRT. Povedzme si najsk?r o nej.

STO jednoduch?mi slovami

Te?ria je zalo?en? na princ?pe relativity, pod?a ktor?ho s? v?etky pr?rodn? z?kony rovnak? vzh?adom na stacion?rne aj teles? pohybuj?ce sa kon?tantnou r?chlos?ou. A z takejto zdanlivo jednoduchej my?lienky vypl?va, ?e r?chlos? svetla (300 000 m/s vo v?kuu) je pre v?etky teles? rovnak?.

Predstavte si napr?klad, ?e dostanete vesm?rnu lo? z ?alekej bud?cnosti, ktor? m??e letie? ve?kou r?chlos?ou. Na prove lode je namontovan? laserov? delo schopn? vystre?ova? fot?ny dopredu.

V porovnan? s lo?ou tak?to ?astice letia r?chlos?ou svetla, ale vzh?adom na stacion?rneho pozorovate?a by sa zdalo, ?e by mali letie? r?chlej?ie, ke??e obe r?chlosti s? s??tan?.

To sa v?ak v skuto?nosti nedeje! Vonkaj?? pozorovate? vid? fot?ny letiace r?chlos?ou 300 000 m/s, ako keby sa k nim nepripo??tala r?chlos? kozmickej lode.

Je potrebn? ma? na pam?ti: vzh?adom na ak?ko?vek telo bude r?chlos? svetla kon?tantn?, bez oh?adu na to, ako r?chlo sa pohybuje.

Z toho vypl?vaj? ??asn? z?very ako dilat?cia ?asu, pozd??na kontrakcia a z?vislos? telesnej hmotnosti od r?chlosti. Pre??tajte si viac o najzauj?mavej??ch d?sledkoch ?peci?lnej te?rie relativity v ?l?nku na ni??ie uvedenom odkaze.

Podstata v?eobecnej te?rie relativity (GR)

Aby sme to lep?ie pochopili, mus?me op?? spoji? dva fakty:

• ?ijeme v 4D priestore

Priestor a ?as s? prejavmi tej istej entity naz?vanej „?asopriestorov? kontinuum“. Toto je 4-rozmern? ?asopriestor so s?radnicov?mi osami x, y, z a t.

My ?udia nie sme schopn? vn?ma? 4 dimenzie rovnako. V skuto?nosti vid?me len projekcie skuto?n?ho ?tvorrozmern?ho objektu do priestoru a ?asu.

Zauj?mav? je, ?e te?ria relativity netvrd?, ?e teles? sa pri pohybe menia. 4-rozmern? objekty v?dy zost?vaj? nezmenen?, ale pri relat?vnom pohybe sa ich projekcie m??u meni?. A to vn?mame ako spomalenie ?asu, zmen?enie ve?kosti at?.

• V?etky teles? namiesto zr?ch?ovania padaj? kon?tantnou r?chlos?ou

Urobme stra?ideln? my?lienkov? experiment. Predstavte si, ?e jazd?te v uzavretej kab?ne v??ahu a ste v stave beztia?e.

Tak?to situ?cia m??e nasta? len z dvoch d?vodov: bu? ste vo vesm?re, alebo vo?ne pad?te spolu s kab?nou pod vplyvom zemskej gravit?cie.

Bez poh?adu z b?dky je absol?tne nemo?n? rozl??i? tieto dva pr?pady. Ide len o to, ?e v jednom pr?pade let?te rovnomerne a v druhom so zr?chlen?m. Budete musie? h?da?!

Mo?no s?m Albert Einstein prem???al o imagin?rnom v??ahu a mal jeden ??asn? n?pad: ak tieto dva pr?pady nemo?no rozl??i?, potom p?d v d?sledku gravit?cie je tie? rovnomern? pohyb. Ide len o to, ?e pohyb je v ?tvorrozmernom ?asopriestore rovnomern?, ale v pr?tomnosti mas?vnych telies (napr. ) je ohnut? a rovnomern? pohyb sa premieta do n??ho obvykl?ho trojrozmern?ho priestoru vo forme zr?chlen?ho pohybu.

Pozrime sa na ?al?? jednoduch??, aj ke? nie celkom spr?vny pr?klad zakrivenia dvojrozmern?ho priestoru.

D? sa predstavi?, ?e ak?ko?vek mas?vne telo pod sebou vytv?ra ak?si obrazn? lievik. Potom ostatn? teles?, ktor? preletia okolo, nebud? m?c? pokra?ova? vo svojom pohybe v priamom smere a bud? meni? svoju trajekt?riu pod?a kriviek zakriven?ho priestoru.

Mimochodom, ak telo nem? to?ko energie, potom sa jeho pohyb m??e uk?za? ako uzavret? vo v?eobecnosti.

Stoj? za zmienku, ?e z poh?adu pohybuj?cich sa telies sa na?alej pohybuj? v priamom smere, preto?e nec?tia ni?, ?o by ich n?tilo ot??a? sa. Pr?ve sa dostali do zakriven?ho priestoru a bez toho, aby si to uvedomovali, maj? nepriamo?iaru trajekt?riu.

Treba poznamena?, ?e 4 rozmery s? ohnut? vr?tane ?asu, tak?e s touto anal?giou by sa malo zaobch?dza? opatrne.

Vo v?eobecnej te?rii relativity teda gravit?cia v?bec nie je silou, ale len d?sledkom zakrivenia ?asopriestoru. V s??asnosti je t?to te?ria pracovnou verziou p?vodu gravit?cie a v?borne sa zhoduje s experimentmi.

Prekvapiv? d?sledky v?eobecnej te?rie relativity

Sveteln? l??e sa m??u oh?ba? pri lete v bl?zkosti mas?vnych telies. V priestore sa toti? na?li vzdialen? objekty, ktor? sa „skr?vaj?“ za in?mi, no sveteln? l??e ich obch?dzaj?, v?aka ?omu sa svetlo dost?va a? k n?m.

Pod?a v?eobecnej te?rie relativity plat?, ?e ??m silnej?ia gravit?cia, t?m pomal?ie plynie ?as. T?to skuto?nos? je nevyhnutne zoh?adnen? pri prev?dzke GPS a GLONASS, preto?e ich satelity maj? najpresnej?ie at?mov? hodiny, ktor? tikaj? o nie?o r?chlej?ie ako na Zemi. Ak sa t?to skuto?nos? nezoh?adn?, za de? bude chyba s?radn?c 10 km.

V?aka Albertovi Einsteinovi m??ete pochopi?, kde sa v bl?zkosti nach?dza kni?nica alebo obchod.

A nakoniec, GR predpoved? existenciu ?iernych dier, okolo ktor?ch je gravit?cia tak? siln?, ?e ?as sa jednoducho zastav? ne?aleko. Svetlo vstupuj?ce do ?iernej diery ju preto nem??e opusti? (odrazi? sa).

V strede ?iernej diery sa v d?sledku kolos?lnej gravita?nej kontrakcie vytvor? objekt s nekone?ne vysokou hustotou, a to, zd? sa, nem??e by?.

GR teda m??e vies? k ve?mi protichodn?m z?verom, na rozdiel od , tak?e v???ina fyzikov ho ?plne neprijala a pokra?ovala v h?adan? alternat?vy.

Ve?a sa jej v?ak dar? predpoveda? ?spe?ne, napr?klad ned?vny senza?n? objav potvrdil te?riu relativity a op?? n?m pripomenul ve?k?ho vedca s vyplazen?m jazykom. Milujte vedu, ??tajte WikiScience.

V?eobecn? relativita je u? aplikovan? na v?etky referen?n? s?stavy (a nielen na tie, ktor? sa vo?i sebe pohybuj? kon?tantnou r?chlos?ou) a vyzer? matematicky ove?a komplikovanej?ie ako ?peci?lna (?o vysvet?uje jeden?s?ro?n? rozdiel medzi ich zverejnen?m). Zah??a ako ?peci?lny pr?pad ?peci?lnu te?riu relativity (a teda Newtonove z?kony). V?eobecn? te?ria relativity z?rove? ide ove?a ?alej ako v?etky jej predchodkyne. Predov?etk?m poskytuje nov? v?klad gravit?cie.

V?eobecn? te?ria relativity rob? svet ?tvorrozmern?m: ?as sa prid?va k trom priestorov?m dimenzi?m. V?etky ?tyri dimenzie s? neoddelite?n?, tak?e u? nehovor?me o priestorovej vzdialenosti medzi dvoma objektmi, ako je to v trojrozmernom svete, ale o ?asopriestorov?ch intervaloch medzi udalos?ami, ktor? sp?jaj? ich vz?jomn? vzdialenos? - obe v ?ase a v priestore. To znamen?, ?e priestor a ?as s? pova?ovan? za ?tvorrozmern? ?asopriestorov? kontinuum alebo jednoducho ?asopriestor. V tomto kontinuu sa pozorovatelia pohybuj?ci sa vo?i sebe m??u dokonca nezhodn?? na tom, ?i sa dve udalosti stali s??asne – alebo jedna predch?dzala druhej. Na??astie pre na?u ?boh? myse? nedoch?dza k poru?eniu kauz?lnych vz?ahov – teda existencie s?radnicov?ch syst?mov, v ktor?ch dve udalosti nenast?vaj? s??asne a v inom slede, ani v?eobecn? te?ria relativity neprip???a.

Klasick? fyzika pova?ovala gravit?ciu za be?n? silu medzi mnoh?mi pr?rodn?mi silami (elektrick?mi, magnetick?mi at?.). Gravit?cii bolo predp?san? „p?sobenie na ve?k? vzdialenosti“ (prenikanie „cez pr?zdnotu“) a ??asn? schopnos? poskytn?? rovnak? zr?chlenie teles?m r?znych hmotnost?.

Newtonov z?kon univerz?lnej gravit?cie n?m hovor?, ?e medzi ak?miko?vek dvoma telesami vo vesm?re existuje sila vz?jomnej pr??a?livosti. Z tohto h?adiska sa Zem to?? okolo Slnka, preto?e medzi nimi existuj? sily vz?jomnej pr??a?livosti.

V?eobecn? relativita n?s v?ak n?ti pozera? sa na tento jav inak. Pod?a tejto te?rie je gravit?cia d?sledkom deform?cie („zakrivenia“) elastickej tkaniny ?asopriestoru vplyvom hmoty (v tomto pr?pade ??m ?a??ie je teleso, napr?klad Slnko, t?m viac ?asopriestoru „oh?ba“ sa pod n?m a t?m silnej?ie je jeho gravita?n? pole). Predstavte si pevne natiahnut? pl?tno (druh trampol?ny), na ktorom je umiestnen? mas?vna gu?a. Pl?tno sa pod v?hou lopty deformuje a okolo neho sa vytvor? lievikovit? priehlbina. Pod?a v?eobecnej te?rie relativity sa Zem to?? okolo Slnka ako mal? guli?ka kot??an? okolo ku?e?a lievika, ktor? vznikol v d?sledku „prepichnutia“ ?asopriestoru ?a?kou gu?ou – Slnkom. A to, ?o sa n?m zd? gravita?n? sila, je v skuto?nosti ?isto vonkaj??m prejavom zakrivenia ?asopriestoru a v?bec nie silou v newtonovskom zmysle. Dodnes nebolo n?jden? lep?ie vysvetlenie podstaty gravit?cie, ako n?m d?va v?eobecn? te?ria relativity.

Najprv sa diskutuje o rovnosti zr?chlen? vo?n?ho p?du pre teles? r?znych hmotnost? (skuto?nos?, ?e mas?vny k??? a sveteln? z?palka padaj? rovnako r?chlo zo stola na podlahu). Ako poznamenal Einstein, t?to jedine?n? vlastnos? rob? gravit?ciu ve?mi podobnou zotrva?nosti.

V skuto?nosti sa k??? a z?palka spr?vaj? tak, ako keby sa zotrva?nos?ou pohybovali v beztia?ovom stave a podlaha miestnosti sa k nim pohybovala zr?chlen?m. Po dosiahnut? k???a a zhody by podlaha za?ila svoj vplyv a potom tlak, preto?e. zotrva?nos? k???a a z?palky by ovplyvnili ?al?ie zr?chlenie podlahy.

Tento tlak (astronauti hovoria - "pre?a?enie") sa naz?va sila zotrva?nosti. Na teles? v zr?chlen?ch vz?a?n?ch s?stav?ch v?dy p?sob? podobn? sila.

Ak raketa let? so zr?chlen?m rovn?m zr?chleniu vo?n?ho p?du na zemsk? povrch (9,81 m/s), tak zotrva?n? sila bude hra? ?lohu v?hy k???a a z?palky. Ich „umel?“ gravit?cia bude ?plne rovnak? ako t? prirodzen? na povrchu Zeme. To znamen?, ?e zr?chlenie referen?nej s?stavy je jav celkom podobn? gravit?cii.

Naopak, pri vo?ne padaj?com v??ahu je prirodzen? gravit?cia eliminovan? zr?chlen?m pohybom referen?n?ho syst?mu kab?ny „nah??aj?cim“ k???ik a z?palku. Samozrejme, klasick? fyzika v t?chto pr?kladoch nevid? skuto?n? vznik a z?nik gravit?cie. Gravit?cia je len simulovan? alebo kompenzovan? zr?chlen?m. Ale vo v?eobecnej te?rii relativity sa podobnos? medzi zotrva?nos?ou a gravit?ciou pova?uje za ove?a hlb?iu.

Einstein predlo?il miestny princ?p ekvivalencie zotrva?nosti a gravit?cie, ke? uviedol, ?e na dostato?ne mal?ch mierkach vzdialenost? a trvania nemo?no jeden jav odl??i? od druh?ho ?iadnym experimentom. V?eobecn? relativita teda e?te hlb?ie zmenila vedeck? ch?panie sveta. Prv? z?kon newtonovskej dynamiky stratil svoju univerz?lnos? – uk?zalo sa, ?e pohyb zotrva?nos?ou m??e by? krivo?iary a zr?chlen?. Potreba konceptu ?a?kej masy zmizla. Geometria Vesm?ru sa zmenila: namiesto priameho euklidovsk?ho priestoru a jednotn?ho ?asu sa objavil zakriven? ?asopriestor, zakriven? svet. Hist?ria vedy nikdy nepoznala tak? prudk? re?trukturaliz?ciu n?zorov na fyzik?lne z?kladn? princ?py vesm?ru.

Testovanie v?eobecnej relativity je n?ro?n?, preto?e za norm?lnych laborat?rnych podmienok s? jeho v?sledky takmer toto?n? s t?mi, ktor? predpoved? Newtonov z?kon univerz?lnej gravit?cie. Napriek tomu sa uskuto?nilo nieko?ko d?le?it?ch experimentov a ich v?sledky n?m umo??uj? pova?ova? te?riu za potvrden?. V?eobecn? relativita navy?e pom?ha vysvetli? javy, ktor? pozorujeme vo vesm?re, jedn?m z pr?kladov je l?? svetla prech?dzaj?ci v bl?zkosti Slnka. Newtonovsk? mechanika aj v?eobecn? relativita uzn?vaj?, ?e sa mus? odch?li? smerom k Slnku (p?d). V?eobecn? relativita v?ak predpoved? dvojn?sobn? posun l??a. Pozorovania po?as zatmen? Slnka dok?zali spr?vnos? Einsteinovej predpovede. ?al?? pr?klad. Plan?ta Merk?r najbli??ie k Slnku m? men?ie odch?lky od stacion?rnej dr?hy, nevysvetlite?n? z poh?adu klasickej newtonovskej mechaniky. Ale pr?ve tak?to dr?ha je dan? v?po?tom pomocou GR vzorcov. Spomalenie ?asu v silnom gravita?nom poli vysvet?uje pokles frekvencie sveteln?ch oscil?ci? v ?iaren? bielych trpasl?kov – hviezd ve?mi vysokej hustoty. A v posledn?ch rokoch bol tento efekt zaregistrovan? v laborat?rnych podmienkach. A napokon, ?loha v?eobecnej relativity v modernej kozmol?gii, vede o ?trukt?re a hist?rii cel?ho vesm?ru, je ve?mi d?le?it?. Aj v tejto oblasti poznania sa na?lo mnoho d?kazov Einsteinovej gravita?nej te?rie. V skuto?nosti sa v?sledky predpovedan? v?eobecnou te?riou relativity v?razne l??ia od v?sledkov predpovedan?ch Newtonov?mi z?konmi iba v pr?tomnosti supersiln?ch gravita?n?ch pol?. To znamen?, ?e ?pln? test v?eobecnej te?rie relativity si vy?aduje bu? ultra presn? merania ve?mi mas?vnych objektov, alebo ?iernych dier, na ktor? sa ned? pou?i? ?iadna z na?ich obvykl?ch intuit?vnych predst?v. Tak?e v?voj nov?ch experiment?lnych met?d na testovanie te?rie relativity zost?va jednou z najd?le?itej??ch ?loh experiment?lnej fyziky.

V?eobecn? te?ria relativity(GR) je geometrick? te?ria gravit?cie publikovan? Albertom Einsteinom v rokoch 1915-1916. V r?mci tejto te?rie, ktor? je ?al??m v?vojom ?peci?lnej te?rie relativity, sa predpoklad?, ?e gravita?n? ??inky nie s? sp?soben? silovou interakciou telies a pol? nach?dzaj?cich sa v ?asopriestore, ale deform?ciou ?asopriestoru. ?o je spojen? najm? s pr?tomnos?ou hmoty-energie. Vo v?eobecnej te?rii relativity, podobne ako v in?ch metrick?ch te?ri?ch, teda gravit?cia nie je interakciou s?l. V?eobecn? relativita sa l??i od in?ch metrick?ch te?ri? gravit?cie t?m, ?e pou??va Einsteinove rovnice na spojenie zakrivenia ?asopriestoru s hmotou pr?tomnou vo vesm?re.

V?eobecn? relativita je v s??asnosti naj?spe?nej?ou gravita?nou te?riou, ktor? dobre podporuj? pozorovania. Prv?m ?spechom v?eobecnej te?rie relativity bolo vysvetlenie anom?lnej precesie perih?lia Merk?ra. Potom, v roku 1919, Arthur Eddington ozn?mil pozorovanie odklonu svetla v bl?zkosti Slnka po?as ?pln?ho zatmenia, ?o potvrdilo predpovede v?eobecnej te?rie relativity.

Odvtedy mnoh? ?al?ie pozorovania a experimenty potvrdili zna?n? mno?stvo predpoved? te?rie, vr?tane gravita?nej dilat?cie ?asu, gravita?n?ho ?erven?ho posuvu, oneskorenia sign?lu v gravita?nom poli a zatia? len nepriamo gravita?n?ho ?iarenia. Okrem toho sa po?etn? pozorovania interpretuj? ako potvrdenie jednej z najz?hadnej??ch a najexotickej??ch predpoved? v?eobecnej relativity – existencie ?iernych dier.

Napriek obrovsk?mu ?spechu v?eobecnej te?rie relativity existuje vo vedeckej komunite nepohodlie, ?e ju nemo?no preformulova? ako klasick? hranicu kvantovej te?rie kv?li objaveniu sa neodstr?nite?n?ch matematick?ch divergenci? pri zva?ovan? ?iernych dier a singular?t v ?asopriestore vo v?eobecnosti. Na rie?enie tohto probl?mu bolo navrhnut?ch nieko?ko alternat?vnych te?ri?. S??asn? experiment?lne d?kazy nazna?uj?, ?e ak?ko?vek typ odch?lky od v?eobecnej te?rie relativity by mal by? ve?mi mal?, ak v?bec existuje.

Z?kladn? princ?py v?eobecnej te?rie relativity

Newtonova te?ria gravit?cie je zalo?en? na koncepte gravit?cie, ?o je sila na ve?k? vzdialenosti: p?sob? okam?ite na ak?ko?vek vzdialenos?. Tento okam?it? charakter akcie je nezlu?ite?n? s paradigmou po?a modernej fyziky a najm? so ?peci?lnou te?riou relativity, ktor? v roku 1905 vytvoril Einstein, in?pirovan? pr?cou Poincar?ho a Lorentza. Pod?a Einsteinovej te?rie ?iadna inform?cia nem??e cestova? r?chlej?ie ako r?chlos? svetla vo v?kuu.

Matematicky je Newtonova gravita?n? sila odvoden? od potenci?lnej energie telesa v gravita?nom poli. Gravita?n? potenci?l zodpovedaj?ci tejto potenci?lnej energii sa riadi Poissonovou rovnicou, ktor? nie je invariantn? pri Lorentzov?ch transform?ci?ch. D?vodom neinvariantnosti je, ?e energia v ?peci?lnej te?rii relativity nie je skal?rna veli?ina, ale ide do ?asovej zlo?ky 4-vektora. Ukazuje sa, ?e vektorov? te?ria gravit?cie je podobn? Maxwellovej te?rii elektromagnetick?ho po?a a vedie k negat?vnej energii gravita?n?ch v?n, ?o s?vis? s povahou interakcie: podobn? n?boje (hmotnosti) v gravit?cii sa pri?ahuj? a nie odpudzuj?, ako v elektromagnetizme. Newtonova te?ria gravit?cie je teda nezlu?ite?n? so z?kladn?m princ?pom ?peci?lnej te?rie relativity - invariantnos? z?konov pr?rody v akejko?vek inerci?lnej vz?a?nej s?stave a priama vektorov? generaliz?cia Newtonovej te?rie, ktor? prv?kr?t navrhol Poincar? v roku 1905 vo svojom diele. pr?ca "O dynamike elektr?nu", vedie k fyzicky neuspokojiv?m v?sledkom.

Einstein za?al h?ada? te?riu gravit?cie, ktor? by bola kompatibiln? s princ?pom nemennosti pr?rodn?ch z?konov vzh?adom na ak?ko?vek referen?n? r?mec. V?sledkom tohto h?adania bola v?eobecn? te?ria relativity, zalo?en? na princ?pe identity gravita?nej a zotrva?nej hmoty.

Princ?p rovnosti gravita?nej a zotrva?nej hmotnosti

V klasickej newtonovskej mechanike existuj? dva koncepty hmotnosti: prv? sa vz?ahuje na druh? Newtonov z?kon a druh? na z?kon univerz?lnej gravit?cie. Prv? hmotnos? - zotrva?n? (alebo zotrva?n?) - je pomer negravita?nej sily p?sobiacej na teleso a jeho zr?chlenia. Druh? hmotnos? - gravita?n? (alebo, ako sa niekedy naz?va, ?a?k?) - ur?uje silu pr??a?livosti tela in?mi telesami a jeho vlastn? silu pr??a?livosti. V?eobecne povedan?, tieto dve hmotnosti sa meraj?, ako je zrejm? z popisu, v r?znych experimentoch, tak?e nemusia by? navz?jom ?mern?. Ich pr?sna proporcionalita n?m umo??uje hovori? o jednej telesnej hmotnosti v negravita?n?ch aj gravita?n?ch interakci?ch. Vhodnou vo?bou jednotiek je mo?n? tieto hmotnosti navz?jom vyrovna?. Samotn? princ?p predlo?il Isaac Newton a rovnos? hmotnost? overil experiment?lne s relat?vnou presnos?ou 10?3. Koncom 19. storo?ia E?tv?s uskuto?nil jemnej?ie experimenty, ??m presnos? overenia princ?pu posunul na 10?9. V priebehu 20. storo?ia experiment?lne techniky umo?nili potvrdi? rovnos? hmotnost? s relat?vnou presnos?ou 10x12-10x13 (Braginsky, Dicke at?.). Niekedy sa princ?p rovnosti gravita?n?ch a zotrva?n?ch hmotnost? naz?va slab? princ?p ekvivalencie. Albert Einstein to polo?il na z?klad v?eobecnej te?rie relativity.

Princ?p pohybu pozd?? geodetick?ch l?ni?

Ak sa gravita?n? hmotnos? presne rovn? zotrva?nej hmotnosti, tak vo v?raze pre zr?chlenie telesa, na ktor? p?sobia iba gravita?n? sily, sa obe hmotnosti zmen?uj?. Zr?chlenie tela, a teda jeho trajekt?ria, preto nez?vis? od hmotnosti a vn?tornej ?trukt?ry tela. Ak v?etky teles? v rovnakom bode v priestore dostan? rovnak? zr?chlenie, potom toto zr?chlenie m??e by? spojen? nie s vlastnos?ami telies, ale s vlastnos?ami samotn?ho priestoru v tomto bode.

Opis gravita?nej interakcie medzi telesami teda mo?no zredukova? na opis ?asopriestoru, v ktorom sa teles? pohybuj?. Je prirodzen? predpoklada?, ako to urobil Einstein, ?e teles? sa pohybuj? zotrva?nos?ou, teda tak?m sp?sobom, ?e ich zr?chlenie v ich vlastnej referen?nej s?stave je nulov?. Dr?hy telies potom bud? geodetick? ?iary, ktor?ch te?riu vypracovali matematici e?te v 19. storo??.

Samotn? geodetick? ?iary mo?no n?js? zadan?m anal?gie vzdialenosti medzi dvoma udalos?ami v ?asopriestore, ktor? sa tradi?ne naz?va interval alebo funkcia sveta. Interval v trojrozmernom priestore a jednorozmernom ?ase (in?mi slovami v ?tvorrozmernom ?asopriestore) je dan? 10 nez?visl?mi komponentmi metrick?ho tenzora. T?chto 10 ??sel tvor? priestorov? metriku. Definuje „vzdialenos?“ medzi dvoma nekone?ne bl?zkymi bodmi ?asopriestoru v r?znych smeroch. Geodetick? ?iary zodpovedaj?ce svetov?m ?iaram fyzick?ch telies, ktor?ch r?chlos? je men?ia ako r?chlos? svetla, sa ukazuj? ako ?iary najv???ieho spr?vneho ?asu, to znamen? ?asu meran?ho hodinami pevne pripevnen?mi k telesu, ktor? sleduje t?to trajekt?riu. Modern? experimenty potvrdzuj? pohyb telies po geodetick?ch l?ni?ch s rovnakou presnos?ou ako je rovnos? gravita?n?ch a zotrva?n?ch hm?t.

Zakrivenie ?asopriestoru

Ak s? dve teles? vypusten? z dvoch bl?zkych bodov navz?jom rovnobe?n?ch, potom sa v gravita?nom poli postupne bu? pribl??ia, alebo sa od seba vzdialia. Tento efekt sa naz?va odch?lka geodetick?ch ?iar. Podobn? efekt mo?no pozorova? priamo, ak sa dve lopti?ky vypustia paralelne ved?a seba cez gumen? membr?nu, na ktorej je v strede umiestnen? mas?vny predmet. Gu???ky sa rozpt?lia: t?, ktor? bola bli??ie k objektu pretl??aj?cemu sa cez membr?nu, bude smerova? do stredu silnej?ie ako vzdialenej?ia guli?ka. Tento nes?lad (odch?lka) je sp?soben? zakriven?m membr?ny. Podobne v ?asopriestore je odch?lka geod?zie (rozch?dzanie trajekt?ri? telies) spojen? s jej zakriven?m. Zakrivenie ?asopriestoru je jednozna?ne ur?en? jeho metrikou – metrick?m tenzorom. Rozdiel medzi v?eobecnou te?riou relativity a alternat?vnymi te?riami gravit?cie je ur?en? vo v???ine pr?padov pr?ve v sp?sobe spojenia hmoty (teles? a polia negravita?n?ho charakteru, ktor? vytv?raj? gravita?n? pole) a metrick?ch vlastnost? ?asopriestoru. .

?asopriestorov? GR a princ?p silnej ekvivalencie

?asto sa nespr?vne domnieva, ?e z?kladom v?eobecnej te?rie relativity je princ?p ekvivalencie gravita?n?ho a inerci?lneho po?a, ktor? mo?no formulova? takto:
Dostato?ne mal? lok?lny fyzik?lny syst?m nach?dzaj?ci sa v gravita?nom poli je svoj?m spr?van?m na nerozoznanie od rovnak?ho syst?mu umiestnen?ho v zr?chlenej (vzh?adom na inerci?lnu referen?n? s?stavu) referen?nej s?stave, ponorenej do ploch?ho ?asopriestoru ?peci?lnej te?rie relativity.

Niekedy sa rovnak? princ?p postuluje ako „lok?lna platnos? ?peci?lnej te?rie relativity“ alebo sa naz?va „princ?p silnej ekvivalencie“.

Historicky tento princ?p skuto?ne zohral ve?k? ?lohu vo v?voji v?eobecnej te?rie relativity a pri jej v?voji ho pou?il aj Einstein. V najaktu?lnej?ej podobe te?rie v?ak v skuto?nosti nie je obsiahnut?, preto?e ?asopriestor v zr?chlenom aj po?iato?nom vz?a?nom r?mci v ?peci?lnej te?rii relativity je nezakriven? - ploch? a vo v?eobecnom te?ria relativity je zakriven? ktor?mko?vek telesom a pr?ve jeho zakrivenie sp?sobuje gravita?n? pr??a?livos? telies.

Je d?le?it? poznamena?, ?e hlavn?m rozdielom medzi ?asopriestorom v?eobecnej te?rie relativity a ?asopriestorom ?peci?lnej te?rie relativity je jeho zakrivenie, ktor? je vyjadren? tenzorovou veli?inou – tenzorom zakrivenia. V ?asopriestore ?peci?lnej relativity je tento tenzor identicky rovn? nule a ?asopriestor je ploch?.

Z tohto d?vodu n?zov „v?eobecn? relativita“ nie je ?plne spr?vny. T?to te?ria je len jednou z mnoh?ch te?ri? gravit?cie, o ktor?ch fyzici v s??asnosti uva?uj?, zatia? ?o ?peci?lna te?ria relativity (presnej?ie jej princ?p ?asopriestorovej metriky) je v?eobecne akceptovan? vedeckou komunitou a tvor? z?kladn? kame? modernej fyziky. Treba v?ak poznamena?, ?e ?iadna z ?al??ch rozvinut?ch te?ri? gravit?cie, okrem v?eobecnej te?rie relativity, neobst?la v sk??ke ?asu a experimentu.

Hlavn? d?sledky v?eobecnej te?rie relativity

Pod?a princ?pu kore?pondencie sa v slab?ch gravita?n?ch poliach predpovede v?eobecnej relativity zhoduj? s v?sledkami aplik?cie Newtonovho z?kona univerz?lnej gravit?cie s mal?mi korekciami, ktor? sa zvy?uj? so zvy?uj?cou sa intenzitou po?a.

Prv?mi predpovedan?mi a overen?mi experiment?lnymi d?sledkami v?eobecnej te?rie relativity boli tri klasick? efekty, uveden? ni??ie v chronologickom porad? ich prv?ho overenia:
1. Dodato?n? posun perih?lia orbity Merk?ra v porovnan? s predpove?ami newtonovskej mechaniky.
2. Odch?lka sveteln?ho l??a v gravita?nom poli Slnka.
3. Gravita?n? ?erven? posun alebo dilat?cia ?asu v gravita?nom poli.

Existuje mno?stvo ?al??ch ??inkov, ktor? mo?no experiment?lne overi?. Spomedzi nich m??eme spomen?? odch?lku a oneskorenie (Shapiro efekt) elektromagnetick?ch v?n v gravita?nom poli Slnka a Jupitera, Lense-Thirringov efekt (precesia gyroskopu v bl?zkosti rotuj?ceho telesa), astrofyzik?lne d?kazy o existencii ?iernej farby. diery, d?kazy o vy?arovan? gravita?n?ch v?n bl?zkymi s?stavami dvojhviezd a rozp?navosti Vesm?ru.

Doteraz neboli n?jden? spo?ahliv? experiment?lne d?kazy vyvracaj?ce v?eobecn? te?riu relativity. Odch?lky nameran?ch hodn?t ??inkov od t?ch, ktor? predpoved? v?eobecn? te?ria relativity, nepresahuj? 0,1 % (pre vy??ie uveden? tri klasick? javy). Napriek tomu teoretici z r?znych d?vodov vyvinuli najmenej 30 alternat?vnych te?ri? gravit?cie a niektor? z nich umo??uj? z?ska? v?sledky ?ubovo?ne bl?zke v?eobecnej te?rii relativity pre zodpovedaj?ce hodnoty parametrov zahrnut?ch v te?rii.

E?te na konci 19. storo?ia sa v???ina vedcov prikl??ala k n?zoru, ?e fyzik?lny obraz sveta je v podstate vybudovan? a v bud?cnosti zostane neotrasite?n? – bolo treba objasni? len detaily. Ale v prv?ch desa?ro?iach dvadsiateho storo?ia sa fyzick? n?zory radik?lne zmenili. Bol to v?sledok „kask?dy“ vedeck?ch objavov uskuto?nen?ch po?as mimoriadne kr?tkeho historick?ho obdobia, ktor? zah??alo posledn? roky 19. storo?ia a prv? desa?ro?ia 20. storo?ia, z ktor?ch mnoh? v?bec nezapadali do reprezent?cie be?n?ho ?loveka. sk?senosti. Pozoruhodn?m pr?kladom je te?ria relativity, ktor? vytvoril Albert Einstein (1879-1955).

Te?ria relativity- fyzik?lna te?ria ?asopriestoru, teda te?ria, ktor? popisuje univerz?lne ?asopriestorov? vlastnosti fyzik?lnych procesov. Term?n zaviedol v roku 1906 Max Planck, aby zd?raznil ?lohu princ?pu relativity.
v ?peci?lnej te?rii relativity (a nesk?r vo v?eobecnej te?rii relativity).

V u??om zmysle te?ria relativity zah??a ?peci?lnu a v?eobecn? te?riu relativity. ?peci?lna te?ria relativity(?alej len SRT) ozna?uje procesy, pri ktor?ch sk?man? mo?no zanedba? gravita?n? polia; v?eobecn? te?ria relativity(?alej len GR) je te?ria gravit?cie, ktor? zov?eobec?uje Newtonovu.

?peci?lne, alebo s?kromn? te?ria relativity je te?ria ?trukt?ry ?asopriestoru. Prv?kr?t ho predstavil v roku 1905 Albert Einstein vo svojom diele „O elektrodynamike pohybuj?cich sa telies“. Te?ria popisuje pohyb, z?kony mechaniky, ako aj ?asopriestorov? vz?ahy, ktor? ich ur?uj?, pri akejko?vek r?chlosti pohybu,
vr?tane t?ch, ktor? sa bl??ia r?chlosti svetla. Klasick? newtonovsk? mechanika
v r?mci SRT je aproxim?cia pre n?zke r?chlosti.

Jedn?m z d?vodov ?spechu Alberta Einsteina je, ?e uprednostnil experiment?lne ?daje pred teoretick?mi. Ke? mno?stvo experimentov uk?zalo v?sledky, ktor? boli v rozpore so v?eobecne uzn?vanou te?riou, mnoh? fyzici sa rozhodli, ?e tieto experimenty boli chybn?.

Albert Einstein bol jedn?m z prv?ch, ktor? sa rozhodli vybudova? nov? te?riu zalo?en? na nov?ch experiment?lnych ?dajoch.

Na konci 19. storo?ia fyzici h?adali z?hadn? ?ter - m?dium, v ktorom sa pod?a v?eobecne uzn?van?ch predpokladov mali ??ri? sveteln? vlny, ako akustick? vlny, na ??renie ktor?ch je potrebn? vzduch, pr?padne in? m?dium. - pevn?, kvapaln? alebo plynn?. Viera v existenciu ?teru viedla k presved?eniu, ?e r?chlos? svetla sa mus? meni? s r?chlos?ou pozorovate?a vzh?adom na ?ter. Albert Einstein opustil koncept ?teru a predpokladal, ?e v?etky fyzik?lne z?kony, vr?tane r?chlosti svetla, zost?vaj? nezmenen? bez oh?adu na r?chlos? pozorovate?a – ako uk?zali experimenty.

SRT vysvetlil, ako interpretova? pohyby medzi r?znymi inerci?lnymi referen?n?mi s?stavami – jednoducho povedan?, objekty, ktor? sa vo?i sebe pohybuj? kon?tantnou r?chlos?ou. Einstein vysvetlil, ?e ke? sa dva objekty pohybuj? kon?tantnou r?chlos?ou, mali by sme zv??i? ich vz?jomn? pohyb namiesto toho, aby sme jeden z nich brali ako absol?tny referen?n? r?mec. Ak teda dvaja astronauti letia na dvoch vesm?rnych lodiach a chc? si porovna? svoje pozorovania, jedin?, ?o potrebuj? vedie?, je ich vz?jomn? r?chlos?.

?peci?lna relativita berie do ?vahy iba jeden ?peci?lny pr?pad (odtia? n?zov), ke? je pohyb rovn? a rovnomern?.

Na z?klade nemo?nosti detekova? absol?tny pohyb dospel Albert Einstein k z?veru, ?e v?etky inerci?lne vz?a?n? s?stavy s? rovnak?. Sformuloval dva d?le?it? postul?ty, ktor? tvorili z?klad novej te?rie priestoru a ?asu, nazvanej ?peci?lna te?ria relativity (SRT):

1. Einsteinov princ?p relativity - tento princ?p bol zov?eobecnen?m Galileovho princ?pu relativity (tvrd? to ist?, ale nie pre v?etky pr?rodn? z?kony, ale len pre z?kony klasickej mechaniky, pri?om nech?va otvoren? ot?zku aplikovate?nosti princ?pu relativity na optiku a elektrodynamiku) na ak?ko?vek fyzick?. Hovor?: v?etky fyzik?lne procesy za rovnak?ch podmienok v inerci?lnych referen?n?ch s?stav?ch (ISF) prebiehaj? rovnako. To znamen?, ?e ?iadne fyzik?lne experimenty uskuto?nen? v uzavretom IRF nem??u ur?i?, ?i je v pokoji alebo sa pohybuje rovnomerne a priamo?iaro. V?etky IFR s? teda absol?tne rovnak? a fyzik?lne z?kony s? invariantn? vzh?adom na v?ber IFR (tj rovnice vyjadruj?ce tieto z?kony maj? rovnak? tvar vo v?etk?ch inerci?lnych referen?n?ch s?stav?ch).

2. Princ?p st?losti r?chlosti svetla- r?chlos? svetla vo v?kuu je kon?tantn? a nez?vis? od pohybu zdroja a prij?ma?a svetla. Je rovnak? vo v?etk?ch smeroch a vo v?etk?ch inerci?lnych vz?a?n?ch s?stav?ch. R?chlos? svetla vo v?kuu - obmedzuj?ca r?chlos? v pr?rode - toto je jedna z najd?le?itej??ch fyzik?lnych kon?t?nt, takzvan? svetov? kon?tanty.

Najd?le?itej??m d?sledkom SRT bol fam?zny Einsteinov vzorec o vz?ahu medzi hmotnos?ou a energiou E \u003d mc 2 (kde C je r?chlos? svetla), ktor? uk?zala jednotu priestoru a ?asu, vyjadren? spolo?nou zmenou ich charakterist?k v z?vislosti od koncentr?cie hm?t a ich pohybu a potvrden? ?dajmi modernej fyziky. ?as a priestor sa u? neuva?ovali nez?visle od seba a vznikla my?lienka ?asopriestorov?ho ?tvorrozmern?ho kontinua.

Pod?a te?rie ve?k?ho fyzika, ke? sa r?chlos? hmotn?ho telesa zvy?uje, bl??i sa k r?chlosti svetla, zvy?uje sa aj jeho hmotnos?. Tie. ??m r?chlej?ie sa predmet pohybuje, t?m je ?a???. V pr?pade dosiahnutia r?chlosti svetla sa hmotnos? telesa, ako aj jeho energia st?vaj? nekone?n?mi. ??m je telo ?a??ie, t?m ?a??ie je zv??i? jeho r?chlos?; na ur?chlenie telesa s nekone?nou hmotnos?ou je potrebn? nekone?n? mno?stvo energie, preto je nemo?n?, aby hmotn? objekty dosiahli r?chlos? svetla.

V te?rii relativity „dva z?kony – z?kon zachovania hmoty a z?kona zachovania energie – stratili svoju platnos? nez?visle na sebe a uk?zalo sa, ?e sa spojili do jedin?ho z?kona, ktor? mo?no nazva? z?konom zachovania energie resp. om?a“. V?aka z?sadn?mu spojeniu t?chto dvoch pojmov sa hmota m??e zmeni? na energiu a naopak - energia na hmotu.

V?eobecn? te?ria relativity- Te?ria gravit?cie publikovan? Einsteinom v roku 1916, na ktorej pracoval 10 rokov. Ide o ?al?? v?voj ?peci?lnej te?rie relativity. Ak sa hmotn? teleso zr?chli alebo nato?? do strany, z?kony SRT u? neplatia. Potom vst?pi do platnosti GR, ktor? vysvet?uje pohyby hmotn?ch telies vo v?eobecnom pr?pade.

V?eobecn? te?ria relativity predpoklad?, ?e gravita?n? ??inky nie s? sp?soben? silovou interakciou telies a pol?, ale deform?ciou samotn?ho ?asopriestoru, v ktorom sa nach?dzaj?. T?to deform?cia je spojen? najm? s pr?tomnos?ou hmoty-energie.

V?eobecn? relativita je v s??asnosti naj?spe?nej?ou te?riou gravit?cie, ktor? dobre podporuj? pozorovania. V?eobecn? relativita zov?eobecnila SRT na zr?chlen?, t.j. neinerci?lne s?stavy. Z?kladn? princ?py v?eobecnej te?rie relativity s? nasledovn?:

- obmedzenie pou?ite?nosti princ?pu nemennosti r?chlosti svetla na oblasti, kde je mo?n? zanedba? gravita?n? sily(kde je gravit?cia siln?, r?chlos? svetla sa spoma?uje);

- roz??renie princ?pu relativity na v?etky pohybliv? syst?my(a nielen tie zotrva?n?).

Vo v?eobecnej te?rii relativity, alebo te?rii gravit?cie vych?dza aj z experiment?lneho faktu ekvivalencie zotrva?n?ch a gravita?n?ch hm?t, pr?padne ekvivalencie inerci?lnych a gravita?n?ch pol?.

Princ?p ekvivalencie hr? vo vede d?le?it? ?lohu. V?dy vieme priamo vypo??ta? p?sobenie s?l zotrva?nosti na ak?ko?vek fyzik?lny syst?m a to n?m d?va mo?nos? pozna? p?sobenie gravita?n?ho po?a abstrahuj?ceho od jeho nehomogenity, ktor? je ?asto ve?mi nepatrn?.

Z GR sa vyvodilo nieko?ko d?le?it?ch z?verov:

1. Vlastnosti ?asopriestoru z?visia od pohybuj?cej sa hmoty.

2. L?? svetla, ktor? m? inertn?, a teda aj gravita?n? hmotnos?, sa mus? v gravita?nom poli oh?ba?.

3. Frekvencia svetla pod vplyvom gravita?n?ho po?a by sa mala pos?va? smerom k ni???m hodnot?m.

Po dlh? dobu existovalo len m?lo experiment?lnych potvrden? v?eobecnej relativity. Zhoda medzi te?riou a experimentom je celkom dobr?, ?istotu experimentov v?ak nar??aj? r?zne zlo?it? ved?aj?ie ??inky. Vplyv ?asopriestorov?ho zakrivenia v?ak mo?no zisti? aj v miernych gravita?n?ch poliach. Ve?mi citliv? hodiny napr?klad dok??u odhali? dilat?ciu ?asu na povrchu Zeme. S cie?om roz??ri? experiment?lnu z?klad?u v?eobecnej te?rie relativity sa v druhej polovici 20. storo?ia uskuto?nili nov? experimenty: testovala sa ekvivalencia zotrva?nej a gravita?nej hmotnosti (vr?tane laserov?ho merania Mesiaca);
pomocou radaru sa objasnil pohyb perih?lia Merk?ra; bola meran? gravita?n? odch?lka r?diov?ch v?n od Slnka, plan?ty slne?nej s?stavy boli lokalizovan? radarom; hodnotil sa vplyv gravita?n?ho po?a Slnka na r?diov? komunik?ciu s kozmick?mi lo?ami, ktor? boli vyslan? na vzdialen? plan?ty slne?nej s?stavy at?. V?etky, tak ?i onak, potvrdili predpovede z?skan? na z?klade v?eobecnej te?rie relativity.

?peci?lna te?ria relativity je teda zalo?en? na postul?toch nemennosti r?chlosti svetla a zhodnosti pr?rodn?ch z?konov vo v?etk?ch fyzik?lnych syst?moch a hlavn? v?sledky, ku ktor?m prich?dza, s? nasledovn?: relativita vlastnost? ?asopriestoru; relativita hmoty a energie; ekvivalencia ?a?k?ch a zotrva?n?ch hm?t.

Najv?znamnej??m v?sledkom v?eobecnej te?rie relativity z filozofick?ho h?adiska je stanovenie z?vislosti ?asopriestorov?ch vlastnost? okolit?ho sveta od umiestnenia a pohybu gravituj?cich hm?t. Je to sp?soben? vplyvom tiel
pri ve?k?ch hmot?ch doch?dza k zakriveniu dr?h pohybu sveteln?ch l??ov. V d?sledku toho gravita?n? pole vytvoren? tak?mito telesami v kone?nom d?sledku ur?uje ?asopriestorov? vlastnosti sveta.

?peci?lna te?ria relativity abstrahuje od p?sobenia gravita?n?ch pol? a preto s? jej z?very pou?ite?n? len pre mal? oblasti ?asopriestoru. Z?kladn? rozdiel medzi v?eobecnou te?riou relativity a z?kladn?mi fyzik?lnymi te?riami, ktor? jej predch?dzali, je v odmietnut? mno?stva star?ch konceptov a formulovan? nov?ch. Stoj? za to poveda?, ?e v?eobecn? te?ria relativity urobila skuto?n? revol?ciu v kozmol?gii. Na jeho z?klade sa objavili r?zne modely vesm?ru.

Lord Kelvin vo svojom prejave 27. apr?la 1900 v Kr??ovskom in?tit?te Ve?kej Brit?nie povedal: „Teoretick? fyzika je dobre propor?n? a dokon?en? budova. Na jasnej oblohe fyziky s? len dva mal? oblaky - to je st?los? r?chlosti svetla a krivka intenzity ?iarenia v z?vislosti od vlnovej d??ky. Mysl?m si, ?e tieto dve konkr?tne ot?zky bud? ?oskoro vyrie?en? a fyzici 20. storo?ia nebud? ma? ?o robi?.“ Uk?zalo sa, ?e lord Kelvin mal ?pln? pravdu, ke? pouk?zal na k???ov? oblasti v?skumu vo fyzike, ale nespr?vne odhadol ich d?le?itos?: te?ria relativity a kvantov? te?ria, ktor? sa z nich zrodili, sa uk?zali ako nekone?n? priestory pre v?skum, ktor? zamestn?vali vedeck? mysle. u? viac ako sto rokov.

Ke??e neopisovala gravita?n? interakciu, Einstein kr?tko po jej dokon?en? za?al vyv?ja? v?eobecn? verziu tejto te?rie, ktorej v?vojom sa venoval v rokoch 1907-1915. Te?ria bola kr?sna vo svojej jednoduchosti a konzistentnosti s pr?rodn?mi javmi, s v?nimkou jedin?ho bodu: v ?ase zostavovania te?rie Einsteinom sa e?te nevedelo o expanzii vesm?ru a dokonca ani o existencii in? galaxie preto vedci tej doby verili, ?e vesm?r existuje neobmedzene dlho a je nehybn?. Z?rove? z Newtonovho z?kona univerz?lnej gravit?cie vypl?va, ?e pevn? hviezdy by sa mali v ur?itom bode jednoducho pritiahnu? k sebe do jedn?ho bodu.

Ke??e Einstein nena?iel lep?ie vysvetlenie tohto javu, zaviedol do svojich rovn?c, ktor? numericky kompenzovali a t?m umo?nili existenciu stacion?rneho vesm?ru bez poru?enia fyzik?lnych z?konov. N?sledne Einstein za?al pova?ova? zavedenie kozmologickej kon?tanty do svojich rovn?c za svoju najv???iu chybu, ke??e to nebolo pre te?riu potrebn? a nebolo potvrden? ni??m in?m ako vtedy zdanlivo stacion?rnym Vesm?rom. A v roku 1965 bolo objaven? reliktn? ?iarenie, ?o znamenalo, ?e vesm?r mal za?iatok a kon?tanta v Einsteinov?ch rovniciach sa uk?zala ako ?plne zbyto?n?. Napriek tomu sa kozmologick? kon?tanta predsa len na?la v roku 1998: pod?a ?dajov z?skan?ch Hubblov?m teleskopom vzdialen? galaxie nespomalili svoju expanziu v d?sledku pr??a?livosti gravit?ciou, ale dokonca ur?chlili svoju expanziu.

Z?klady te?rie

K z?kladn?m postul?tom ?peci?lnej te?rie relativity tu pribudol nov?: Newtonovsk? mechanika poskytla numerick? odhad gravita?nej interakcie hmotn?ch telies, ale nevysvetlila fyziku tohto procesu. Einsteinovi sa to podarilo op?sa? pomocou zakrivenia 4-rozmern?ho ?asopriestoru mas?vnym telesom: teleso okolo seba vytv?ra perturb?ciu, v d?sledku ?oho sa okolit? teles? za?n? pohybova? po geodetick?ch l?ni?ch (pr?kladom tak?chto l?ni? s? napr. ?iary zemepisnej ??rky a d??ky, ktor? sa vn?torn?mu pozorovate?ovi zdaj? by? priamkami, ale v skuto?nosti s? mierne zakriven?). Sveteln? l??e sa odchy?uj? rovnak?m sp?sobom, ?o skres?uje vidite?n? obraz za mas?vnym objektom. Pri ?spe?nej zhode poz?ci? a hmotnost? objektov to vedie k (ke? zakrivenie ?asopriestoru p?sob? ako obrovsk? ?o?ovka, v?aka ktorej je vzdialen? zdroj svetla ove?a svetlej??). Ak sa parametre dokonale nezhoduj?, m??e to vies? k vytvoreniu „Einsteinovho kr??a“ alebo „Einsteinovho kruhu“ na astronomick?ch sn?mkach vzdialen?ch objektov.

Medzi predpovede te?rie bola aj gravita?n? dilat?cia ?asu (ktor? pri pribl??en? k mas?vnemu objektu p?sobila na teleso rovnako ako dilat?cia ?asu v d?sledku zr?chlenia), gravita?n? (ke? l?? svetla vy?arovan? mas?vnym telesom prech?dza do ?ervenej ?asti spektra v d?sledku straty energie pre pr?cu na v?stupe z „gravita?nej studne“), ako aj gravita?n?ch v?n (poruchy ?asopriestoru, ktor? pri svojom pohybe vytv?raj? ak?ko?vek teleso s hmotnos?ou) .

Stav te?rie

Prv? potvrdenie v?eobecnej te?rie relativity z?skal s?m Einstein v tom istom roku 1915, ke? bola publikovan?: te?ria op?sala s absol?tnou presnos?ou posunutie perih?lia Merk?ra, ktor? predt?m nebolo mo?n? vysvetli? pomocou newtonovskej mechaniky. Odvtedy bolo objaven?ch mnoho ?al??ch javov, ktor? te?ria predpovedala, no v ?ase jej zverejnenia boli pr?li? slab? na to, aby sa dali odhali?. Zatia? posledn?m tak?mto objavom bol objav gravita?n?ch v?n 14. septembra 2015.