11. Понятие о теории относительности.

О́бщая тео́рия относи́тельности (ОТО) — физическая 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. В рамках этой теории, являющейся дальнейшим развитием специальной теории относительности постулируется, что гравитационные эффекты вызываются не силовым взаимодействием тел и полей , находящихся в пространстве - времени , а являются проявлениями деформаций самого пространства-времени, вызываемых локальным присутствием массы-энергии. Таким образом, в ОТО, как и в других метрических теориях , гравитация — не силовое взаимодействие. Альберт Эйнштейн положил в основу общей теории относительности факт пропорциональности гравитационной массы (массы, создающей поле тяготения этого тела) его инертной массе, то есть мере сопротивления внешней силе. Второй аксиомой был принцип постоянства скорости света. Уравнения теории относительности Эйнштейна меняли представления о самом обычном – о пространстве и времени. Ньютоновская модель Вселенной содержала в себе три основных постулата: -стационарность , неизменность Вселенной во времени, -однородность и изотропность, отсутствие привилегированных направлений, - евклидовость пространства. Эйнштейн искал статические решения для Вселенной. При обобщении ньютоновской теории всемирного тяготения, приведя ее в соответствие с принципом относительности, Эйнштейн приходит к выводу, что геометрия мира неевклидова. Присутствие тел большой массы – звезд, галактик – искривляет пространство. Однако Эйнштейн оставляет постулат о стационарности и неизменности Вселенной, введя в свои уравнения, которые показывают, как метрика пространства зависит от распределения и движения масс, дополнительный космологический Λ-член. Одним из фактов, противоречащих теории стационарной Вселенной, был парадокс Ольберса. Если Вселенная бесконечна и вечна, то в ней содержится бесконечное количество звезд. Куда бы мы ни посмотрели, наш взгляд непременно уперся бы в звезду. Пусть отдельные звезды будут неразличимы, но небо должно было бы сиять сплошным заревом. И, тем не менее, ночью небо темное. Для решения этого парадокса требовалась модель расширяющейся Вселенной, и в 1922 году молодой советский ученый Александр Фридман создает ее. Он предлагает математический расчет изменения плотности материи для однородной и изотропной Вселенной, начиная с состояния с очень высокой плотностью – так называемого сингулярного состояния вещества (по современным оценкам эта плотность равна ρ = 5∙10⁹⁶ кг/м³). Решив уравнения Эйнштейна, Фридман показал, что наш мир не может быть стационарным: Вселенная либо расширяется, либо сжимается. Справедливость общей теории относительности доказывается экспериментальными подтверждениями , какими являются отклонение луча света, проходящего вблизи Солнца или других массивных тел (гравитационные линзы), а также изменение частоты света в гравитационном поле.