Основные положения общей теории относительности Министерство образования Ставропольского края ГБОУ СПО «Минераловодский колледж железнодорожного транспорта» Подготовила: студентка I курса группы ОПД-13 специальности Организация движения и управление на транспорте (на железнодорожном транспорте) Иванская Диана Алексеевна Минеральные Воды, 2014

Альберт Эйнштейн ( ) Великий физик 20 века, который, в частности более 30 лет пытался создать общую теорию, которая описывала бы поведение тел, движущихся со скоростью, близкой к скорости света (теорию относительности или релятивистскую механику от англ. Relativiti – относительность).

Главный вклад Эйнштейна Состоит в радикальном изменении основополагающих фундаментальных представлений о пространстве, времени, веществе и движении.

Общая теория относительности Ф изическая теория пространства-времени и тяготения, основана на экспериментальном принципе эквивалентности гравитационной и инерционной масс и предположении о линейности связи между массой и вызываемыми ею гравитационными эффектами.

Что изучает ОТО? ОТО – общая теория относительности, описывающая взаимосвязь физических процессов, происходящих в ускоренно движущихся друг относительно друга (неинерциальных) системах отсчета. ОТО является релятивистской теорией тяготения (гравитации). Согласно этой теории физическое пространство не является пустым вместилищем объектов.

Принцип равенства гравитационной и инертной масс Закон равенства инертной и тяжелой масс : в однородном гравитационном поле все движения происходят точно так же, как в равномерно ускоренной системе координат в отсутствии поля тяготения. Если бы этот закон выполнялся для любых явлений («принцип эквивалентности»), то это указывало бы на то, что принцип относительности должен быть распространен на неравномерно движущиеся системы координат, если стремится к естественной теории гравитационного поля

«Силы гравитационного взаимодействия пропорциональны гравитационной массе тела, силы инерции же пропорциональны инертной массе тела. Если инертная и гравитационная массы равны, то невозможно отличить, какая сила действует на данное достаточно малое тело гравитационная или СИЛА ИНЕРЦИИ.»

Принцип движения по геодезическим линиям ускорение тела и его траектория не зависят от массы и строения тела. Если любое тело в одной и той же точке пространства будет получать одинаковое ускорение, то это ускорение можно связать не со свойствами движущихся тел, а со свойствами пространства в этой точке. Значит описание гравитационного взаимодействия можно свести к описанию пространства-времени, в котором двигаются тела.

Пространство-время ОТО и сильный принцип эквивалентности «Достаточно малая по размерам физическая система, находящаяся в гравитационном поле, по поведению неотличима от такой же системы, находящейся в ускоренной (относительно инерциальной системы отсчёта) системе отсчёта, погружённой в плоское пространство-время специальной теории относительности».

Первый постулат теории относительности Все законы природы одинаковы в инерциальных системах отсчета. Является обобщением классического принципа относительности Галилея на все законы природы, который означает, что закон сложения скоростей справедлив для описания распространения. Означает, что все инерциальные системы отсчета (ИСО) эквивалентны (равноправны)

Второй постулат теории относительности Скорость света в вакууме одинакова во всех инерциальных системах отсчета. Это означает, что скорость света в вакууме не зависит от скорости движения источника или скорости приёмника света. Постоянство скорости света – фундаментальное свойство природы. Материальные тела не могут иметь скорость большую, чем скорость света.

Значение ОТО для современной физической картины мира Если СТО связывает воедино пространство и время, то ОТО устанавливает триединую связь: пространство-время-материя. Суть этой связи была пояснена самим Эйнштейном: «Раньше полагали, что если бы из Вселенной исчезла вся материя, то пространство и время сохранились бы; теория относительности утверждает, что вместе с материей исчезли бы и пространство, и время». Теория относительности полностью отказывается от существующих в классической физике представлений о пространстве, времени и материи. Относительны не только все измерения в пространстве и времени (так как они зависят от движения наблюдателя), но и сама структура пространства-времени, которая определяется распределением вещества во Вселенной. А так как вещество распределено во Вселенной неравномерно, то пространство искривлено и время в разных частях Вселенной течет с разной скоростью.

Выполнила студентка КГПУ им. В.П. Астафьева 3 курс Филологический факультет. Красноярск, 2013