3. Из уравнений ото следует расширение Вселенной, которое было подтверждено экспериментально (красное смещение).

Решения своих уравнений Эйнштейн не нашел. Он только показал, что при они сводятся к уравнениям Ньютона. То есть классическая механика является частным случаем ОТО.

В1915-1916 годах немецкий астроном Карл Шварцшильд решил уравнение Эйнштейна для сферического распределения масс. Из его решений следовало, что при очень большой плотности материи пространство искривляется так сильно, что становится похожим на воронку. А куда ведет этот тоннель? Может быть в другую Вселенную? Расчеты показали, что для прохождения по тоннелю нужны скорости большие скорости света. А ОТО не разрешает двигаться со скоростями большими скорости света.

Во времена Эйнштейна были известны два поля: гравитационное и электромагнитное. Он пытался построить единую теорию поля, из которой получались бы все известные к тому времени уравнения. Сделать ему это не удалось. Может быть для этого нужна новая математика? (Ньютон создал механику после рождения дифференциального исчисления. Эйнштейн создал ОТО после создания тензорного исчисления).

3.3.1.

Предпосылки для создания теории относительности.

Цель физики – изучение того, что происходит во Вселенной и построение простейшей системы постулатов, охватывающих и объясняющих все наблюдаемые явления.

Первой теорией, которая объясняла все существующие к моменту ее создания явления природы, была механика Ньютона. Основоположником экспериментального естествознания был итальянский физик Галилео Галилей (1562 – 1642). Главная заслуга Галилея состоит в том, что он сформулировал принцип относительности и написал уравнения преобразования координат и скорости при переходе из одной ИСО в другую.

Принцип относительности Галилея.

• Во всех ИСО механические процессы протекают одинаково.

• Никакой механический эксперимент не позволяет нам выделить из совокупности ИСО какую-либо одну преимущественную систему отсчета.

Отсюда следует:

1. Все ИСО равноправны;

2. Не бывает абсолютного покоя и абсолютного движения.

Преобразования координат и скорости Галилея.

Они устанавливают инвариантность длины, времени и ускорения относительно преобразований Галилея. Это означает, что в системах координат К и К^’

.

Большинство явлений, происходящих в природе, подтверждали справедливость построенной механистической картины мира, в основе которой лежали принцип относительности Галилея и преобразования координат и скорости Галилея.

Ньютон ввел в науку математику. Он создал дифференциальное исчисление. Используя дифференциальное исчисление, Ньютон показал, что движение можно описать формулами. Формула – это удобный способ краткой записи физических процессов.

Ньютон ввел в науку понятие теории. Любая теория должна основываться на небольшом числе постулатов (чем их меньше – тем лучше). На базе этих постулатов (законов) можно делать различные предсказания.

Теория должна допускать проверку опытом.

Эта система существует до тех пор, пока не находятся такие явления, которые невозможно объяснить с помощью этой системы постулатов. Тогда создается новая система постулатов, объясняющая все явления природы. Старая система постулатов остается лишь частным случаем новой.

Какие же явления привели Эйнштейна к созданию новой системы постулатов – специальной (СТО), а затем и общей (ОТО) теории относительности?