Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ШПОРЫ-ФИНАЛ.doc
Скачиваний:
512
Добавлен:
10.02.2015
Размер:
528.9 Кб
Скачать

11.Специальная теория относительности. Работы а.Пуанкаре и г. Лоренца. Концепция геометризации физики

Специальная теория относительности (СТО) наряду с предположением о том, что a) пространство - трёхмерно, однородно и изотропно, (что означает, что в пространстве нет выделенных мест и направлений) б) время - одномерно и однородно, (нет выделенных моментов времени) использует следующие два основополагающие принципа:

1. Никакими физическими опытами внутри замкнутой физической системы нельзя определить, покоится ли эта система или движется равномерно и прямолинейно (относительно системы бесконечно удаленных тел). Этот принцип называют принципом относительности Галилея - Эйнштейна, а соответствующие системы отсчёта - инерциальными. 2. Существует предельная скорость (мировая константа c) распространения физических объектов и воздействий, которая одинакова во всех инерциальных системах отсчета. Со скоростью c распространяется свет в вакууме. Таким образом, все физические явления, включая распространение света (и, следовательно, все законы природы), в различных инерциальных системах отсчета выглядят совершенно одинаково. Такая особенность Законов Природы носит название лоренцевой инвариантности (от латинского invariantis - неизменяющийся).

Новая механика, основанная на принципе относительности Эйнштейна, называется релятивистской (от латинского relativus - относительный). В теории относительности выполняется принцип соответствия - при малых скоростях движения частиц и систем отсчета релятивистские выражения переходят в формулы ньютоновой механики. Этот переход является характерной чертой любой физической теории: старые знания не перечеркиваются новыми достижениями, а включаются них как предельный частный случай. Впервые такие преобразования , обобщающие формулы Галилея перехода от одной инерциальной системы отсчета в другую, были описаны Лоренцом. Пуанкаре назвал эти преобразования координат и времени преобразованиями Лоренца.

Первыми наиболее поражающими следствиями преобразований Лоренца являются: сокращение движущихся масштабов в направлении движения и за-медление хода движущихся часов. С точки зрения повседневных представлений о пространстве и времени эти следствия кажутся парадоксальными.

Как известно, классическая теория тяготения основывалась на законе Ньютона. Ньютонианская концепция Вселенной в качестве своей существенной предпосылки использует представление о бесконечном трехмерном пространстве, заполненном материей. Такая концепция, как было показано в конце 19-го столетия, приводит к определенным трудностям. закон всемирного тяготения Ньютона может быть строго применен лишь в том случае, если плотность массы Вселенной при стремлении расстоянии к бесконечности стремится к нулю. В противном случае сила, действующая на материальную точку со стороны всех масс Вселенной, будет неопределенной. В качестве выхода Зеелигер предложил принять, что плотность массы конечна на любых расстояниях, а в выражение для ньютонова потенциала введен экспоненциально убывающий с расстоянием множитель. Это, в свою очередь, приводит к необходимости модификации уравнения Пуассона. Описанная проблема получила название гравитационного парадокса.