Рубрика: Физика
Како најлесно да ја сфатиме Ајнштајновата теорија за гравитацијата?
Автор: Петар Лагудин
Објавено на 22.07.2020 - 15:00

Ајнштајновата “Општа теорија за релативитетот” претставува надополнување на неговата претходно објавена “Специјална теорија”, но истовремено таа значи и релативистичка преформулација на класичната апсолутистичка Њутнова теорија за гравитацијата.

Да објасниме, во класичната теорија гравитацијата се третира како четврта основна сила, којашто дејствува привлечно помеѓу две маси m1 и m2  во апсолутно празен простор и во апсолутно точно време. Ваквата формулација на гравитацијата произлезе од физичарот Исак Њутн, кој ги поврзал Галилеевиот закон за слободно паѓање на материјално тело и Кеплеровите закони за движење на планетите околу Сонцето, па во негова чест основната мерна единица за сила во SI е именувана како Њутн (N). Но,  набргу биле забележани извесни аномалии во класичната теорија при нејзиното толкување на поимите простор и време, а со тоа и на поимот гравитација. Ново, поинакво, релативистичко толкување на овие поими, дава Ајнштајновата “Општа теорија за релативитетот”, која се појави во 1915 година. 

Според Ајштајновата “Општа теорија за релативитетот” не постои ниту апсолутно рамен простор, ниту апсолутно точно време, туку и двата поими се релативни во зависност од извесни фактори. Овие два поими Ајнштајн ги поврзал во една заедница т.н. простор-време, и ја формулирал како четврта димензија, којашто има својство геометриски да се искривува во присуство на масивни објекти. Разликата меѓу овие два концепта, Њутновиот апсолутистички и Ајштајновиот релативистички, е прикажана на слика 1.

Слика 1: Приказ на двата концепта – Њутновиот и Ајнштајновиот

Гравитацијата, во оваа теорија повеќе не се третира како сила туку како последица од својството на новата димензија простор-времето да се искривува во присуство на маса. Светлинските зраци кои патуваат низ просторот ја следат таа нејзина искривеност, па не патуваат праволиниски, туку и тие се превиткуваат? свиткуваат. Ова свиткување на светлинските зраци е докажано уште во 1919 година (види слика 2) при едно затемнување на Сонцето, кога биле видливи ѕвездите кои во тој момент се наоѓале зад Сонцето. Ѕвездите би биле невидливи ако нивните светлински зраци се простираа праволиниски, како што е тоа во класичната теорија. Во денешно време постојат и други, убедливи докази за истата таа поставка – опсерваториски идентификуваните Ајнштајнови прстени (слика 3), кои се појавуваат околу масивниот објект ако тој е во иста линија со светлинскиот извор и набљудувачот.

Слика 2: Светлинскиот зрак се искривува следејќи ја искривеноста на простор-времето.

Слика 3: Ајштајнов прстен којшто докажува дека светлинскиот зрак ја следи искривеноста на простор-времето.

Ќе го објасниме уште и релативитетот на поимот време, којшто е составна компонента во новата димензија простор-време. Според оваа теорија текот на времето е различен зависно од следните фактори – брзината со која објектот се движи, и гравитацијата која делува врз тој објект. И двете овие постановки се практично докажани. Првата е докажана со употреба на два атомски часовника со екстремно висока осетливост Едниот беше фиксно поставен во мирување на Земјата, а другиот поставен во млазен авион кој кружеше над Земјата. Притоа беше констатирано дека часовникот во авионот покажува побавен временски тек во однос на стационарниот часовник на Земјата. И втората постановка е практично докажана со употреба на два атомски часовника, едниот поставен на површината на Земјата, каде дејството на Земјината гравитација е посилно во однос на дејството на врвот од 22,6 m високата кула, каде беше поставен другиот часовник. Но, и покрај релативно малата разлика во дејството на гравитацијата на овие две различни височини, констаирано беше дека часовникот на површината на Земјата покажува побавен тек на времето во однос на часовникот на врвот од кулата. Тоа значи дека на планетата Марс времето тече побрзо отколку на Земјата, додека на планетата Јупитер е обратно, тоа тече побавно отколку на Земјата.

На крај, ќе кажеме дека Ајнштајновата “Општа теорија за релативитетот” има важни астрофизички импликации, меѓу кои најпознати се црните дупки, теоретски најпроучуваните објекти, уште пред воопшто да бидат идентификувани.

Клучни зборови:
Приказ на двата концепта – Њутновиот и Ајнштајновиот

Приказ на двата концепта – Њутновиот и Ајнштајновиот

Светлинскиот зрак се искривува следејќи ја искривеноста на простор-времето.

Слика 2: Светлинскиот зрак се искривува следејќи ја искривеноста на простор-времето.

Ајштајнов прстен којшто докажува дека светлинскиот зрак ја следи искривеноста на простор-времето.

Слика 3: Ајштајнов прстен којшто докажува дека светлинскиот зрак ја следи искривеноста на простор-времето.