Ang mga prinsipyo ng oto. General Relativity Ito ba ay Consistent? Tumutugma ba ito sa pisikal na katotohanan?

Sinabi tungkol sa teoryang ito na tatlong tao lamang sa mundo ang nakakaintindi nito, at nang sinubukan ng mga mathematician na ipahayag sa mga numero kung ano ang kasunod nito, ang may-akda mismo - si Albert Einstein - ay nagbiro na ngayon ay tumigil na siya sa pag-unawa dito.

Ang espesyal at pangkalahatang relativity ay hindi mapaghihiwalay na mga bahagi ng doktrina kung saan itinayo ang mga modernong pang-agham na pananaw sa istruktura ng mundo.

"Taon ng mga Himala"

Noong 1905, ang Annalen der Physik (Annals of Physics), isang nangungunang publikasyong pang-agham ng Aleman, ay naglathala ng sunod-sunod na apat na artikulo ng 26-taong-gulang na si Albert Einstein, na nagtrabaho bilang isang 3rd class examiner - isang maliit na klerk - ng Federal Office para sa Mga Imbensyon sa Patenting sa Bern. Nakipagtulungan siya sa magazine noon, ngunit ang paglalathala ng napakaraming papel sa isang taon ay isang pambihirang kaganapan. Lalo itong naging katangi-tangi nang maging malinaw ang halaga ng mga ideyang nakapaloob sa bawat isa sa kanila.

Sa una sa mga artikulo, ang mga saloobin ay ipinahayag tungkol sa dami ng kalikasan ng liwanag, at ang mga proseso ng pagsipsip at pagpapalabas ng electromagnetic radiation ay isinasaalang-alang. Sa batayan na ito, ang photoelectric effect ay unang ipinaliwanag - ang paglabas ng mga electron sa pamamagitan ng bagay, na natumba ng mga photon ng liwanag, ang mga formula ay iminungkahi para sa pagkalkula ng dami ng enerhiya na inilabas sa kasong ito. Ito ay para sa theoretical development ng photoelectric effect, na naging simula ng quantum mechanics, at hindi para sa postulates ng theory of relativity, si Einstein ay igagawad ng Nobel Prize sa Physics noong 1922.

Sa isa pang artikulo, ang pundasyon ay inilatag para sa mga inilapat na lugar ng pisikal na istatistika batay sa pag-aaral ng Brownian motion ng pinakamaliit na particle na nasuspinde sa isang likido. Iminungkahi ni Einstein ang mga pamamaraan para sa paghahanap ng mga pattern ng pagbabagu-bago - random at random na mga paglihis ng mga pisikal na dami mula sa kanilang mga pinaka-malamang na halaga.

At sa wakas, sa mga artikulong "Sa electrodynamics ng mga gumagalaw na katawan" at "Ang inertia ba ng isang katawan ay nakasalalay sa nilalaman ng enerhiya dito?" naglalaman ng mga mikrobyo ng kung ano ang itinalaga sa kasaysayan ng pisika bilang teorya ng relativity ni Albert Einstein, o sa halip ang unang bahagi nito - SRT - ang espesyal na teorya ng relativity.

Mga pinagmulan at mga nauna

Sa pagtatapos ng ika-19 na siglo, tila sa maraming physicist na ang karamihan sa mga pandaigdigang problema ng sansinukob ay nalutas na, ang mga pangunahing pagtuklas ay ginawa, at ang sangkatauhan ay kakailanganin lamang na gamitin ang naipon na kaalaman upang malakas na mapabilis ang pag-unlad ng teknolohiya. Ang ilang teoretikal na hindi pagkakapare-pareho lamang ang sumisira sa maharmonya na larawan ng Uniberso na puno ng eter at namumuhay ayon sa hindi nababagong mga batas ng Newtonian.

Ang Harmony ay nasira ng teoretikal na pananaliksik ni Maxwell. Ang kanyang mga equation, na naglalarawan sa mga interaksyon ng mga electromagnetic field, ay sumasalungat sa karaniwang tinatanggap na mga batas ng klasikal na mekanika. Nababahala ito sa pagsukat ng bilis ng liwanag sa mga dynamic na sistema ng sanggunian, nang ang prinsipyo ng relativity ni Galileo ay tumigil sa paggana - ang matematikal na modelo ng pakikipag-ugnayan ng mga naturang sistema kapag gumagalaw sa bilis ng liwanag ay humantong sa paglaho ng mga electromagnetic wave.

Bilang karagdagan, ang eter, na dapat na magkasundo sa sabay-sabay na pagkakaroon ng mga particle at alon, macro at microcosm, ay hindi nagbunga sa pagtuklas. Ang eksperimento, na isinagawa noong 1887 nina Albert Michelson at Edward Morley, ay naglalayong makita ang "ethereal wind", na hindi maiiwasang kailangang maitala ng isang natatanging aparato - isang interferometer. Ang eksperimento ay tumagal ng isang buong taon - ang oras ng kumpletong rebolusyon ng Earth sa paligid ng Araw. Ang planeta ay kailangang lumipat laban sa daloy ng eter sa loob ng kalahating taon, ang eter ay kailangang "pumutok sa mga layag" ng Earth sa loob ng kalahating taon, ngunit ang resulta ay zero: walang pag-aalis ng mga light wave sa ilalim ng impluwensya ng eter ay natagpuan, na nag-aalinlangan sa mismong pagkakaroon ng eter.

Lorentz at Poincaré

Sinubukan ng mga physicist na maghanap ng paliwanag para sa mga resulta ng mga eksperimento upang makita ang eter. Iminungkahi ni Hendrik Lorentz (1853-1928) ang kanyang modelo sa matematika. Binuhay nito ang ethereal na pagpuno ng espasyo, ngunit sa ilalim lamang ng isang napaka-kondisyon at artipisyal na pagpapalagay na kapag gumagalaw sa eter, ang mga bagay ay maaaring magkontrata sa direksyon ng paggalaw. Ang modelong ito ay tinatapos ng dakilang Henri Poincaré (1854-1912).

Sa mga gawa ng dalawang siyentipikong ito, sa unang pagkakataon, lumitaw ang mga konsepto na higit na bumubuo sa mga pangunahing postulate ng teorya ng relativity, at hindi nito pinahihintulutan ang mga akusasyon ni Einstein ng plagiarism na humupa. Kabilang dito ang conditionality ng konsepto ng simultaneity, ang hypothesis ng constancy ng bilis ng liwanag. Inamin ni Poincaré na ang mga batas ng mekanika ni Newton ay nangangailangan ng muling paggawa sa mataas na bilis, gumawa siya ng konklusyon tungkol sa relativity ng paggalaw, ngunit sa aplikasyon sa teoryang ethereal.

Espesyal na Relativity - SRT

Ang mga problema ng isang tamang paglalarawan ng mga proseso ng electromagnetic ay naging pagganyak sa pagpili ng isang paksa para sa mga teoretikal na pag-unlad, at ang mga artikulo ni Einstein na inilathala noong 1905 ay naglalaman ng isang interpretasyon ng isang partikular na kaso - uniporme at rectilinear na paggalaw. Noong 1915, nabuo ang pangkalahatang teorya ng relativity, na ipinaliwanag ang mga pakikipag-ugnayan at pakikipag-ugnayan ng gravitational, ngunit ang una ay ang teorya, na tinatawag na espesyal.

Ang espesyal na teorya ng relativity ni Einstein ay maaaring ibuod sa dalawang pangunahing postulate. Pinalawak ng una ang epekto ng prinsipyo ng relativity ni Galileo sa lahat ng pisikal na phenomena, at hindi lamang sa mga prosesong mekanikal. Sa isang mas pangkalahatang anyo, sinasabi nito: Ang lahat ng mga pisikal na batas ay pareho para sa lahat ng inertial (paglipat ng pare-parehong rectilinearly o sa pahinga) na mga frame ng sanggunian.

Ang pangalawang pahayag, na naglalaman ng espesyal na teorya ng relativity: ang bilis ng pagpapalaganap ng liwanag sa vacuum para sa lahat ng mga inertial na frame ng sanggunian ay pareho. Dagdag pa, ang isang mas pandaigdigang konklusyon ay ginawa: ang bilis ng liwanag ay ang pinakamataas na halaga ng bilis ng paghahatid ng mga pakikipag-ugnayan sa kalikasan.

Sa mga kalkulasyon ng matematika ng SRT, ibinigay ang formula na E=mc², na lumitaw sa mga pisikal na publikasyon noon, ngunit salamat kay Einstein na ito ay naging pinakatanyag at tanyag sa kasaysayan ng agham. Ang konklusyon tungkol sa pagkakapareho ng masa at enerhiya ay ang pinaka-rebolusyonaryong pormula ng teorya ng relativity. Ang konsepto na ang anumang bagay na may masa ay naglalaman ng isang malaking halaga ng enerhiya ay naging batayan para sa mga pag-unlad sa paggamit ng enerhiyang nukleyar at, higit sa lahat, na humantong sa paglitaw ng atomic bomb.

Mga epekto ng espesyal na relativity

Maraming mga kahihinatnan ang sumusunod mula sa SRT, na tinatawag na relativistic (relativity English - relativity) effect. Ang pagluwang ng oras ay isa sa mga pinaka-kapansin-pansin. Ang kakanyahan nito ay na sa isang gumagalaw na frame ng sanggunian na oras ay lumilipas nang mas mabagal. Ipinapakita ng mga kalkulasyon na sa isang spacecraft na gumawa ng hypothetical flight sa star system na Alpha Centauri at pabalik sa bilis na 0.95 c (c ay ang bilis ng liwanag), 7.3 taon ang lilipas, at sa Earth - 12 taon. Ang ganitong mga halimbawa ay madalas na ibinibigay kapag nagpapaliwanag ng teorya ng relativity para sa mga dummies, pati na rin ang kaugnay na twin paradox.

Ang isa pang epekto ay isang pagbawas sa mga linear na dimensyon, iyon ay, mula sa pananaw ng tagamasid, ang mga bagay na gumagalaw na may kaugnayan sa kanya sa bilis na malapit sa c ay magkakaroon ng mas maliit na mga linear na sukat sa direksyon ng paggalaw kaysa sa kanilang sariling haba. Ang epektong ito na hinulaang ng relativistic physics ay tinatawag na Lorentz contraction.

Ayon sa mga batas ng relativistic kinematics, ang masa ng isang gumagalaw na bagay ay mas malaki kaysa sa natitirang masa. Ang epektong ito ay lalong nagiging makabuluhan sa pagbuo ng mga instrumento para sa pag-aaral ng elementarya na mga particle - mahirap isipin ang pagpapatakbo ng LHC (Large Hadron Collider) nang hindi isinasaalang-alang.

space-time

Ang isa sa pinakamahalagang bahagi ng SRT ay isang graphical na representasyon ng relativistic kinematics, isang espesyal na konsepto ng isang space-time, na iminungkahi ng German mathematician na si Hermann Minkowski, na minsan ay naging guro ng matematika sa isang estudyante ni Albert. Einstein.

Ang kakanyahan ng modelo ng Minkowski ay namamalagi sa isang ganap na bagong diskarte sa pagtukoy sa posisyon ng mga nakikipag-ugnay na bagay. Ang espesyal na teorya ng relativity ng oras ay nagbibigay ng espesyal na pansin. Ang oras ay hindi lamang ang pang-apat na coordinate ng klasikal na three-dimensional coordinate system, ang oras ay hindi isang ganap na halaga, ngunit isang hindi mapaghihiwalay na katangian ng espasyo, na tumatagal sa anyo ng isang space-time continuum, graphically na ipinahayag bilang isang kono, kung saan ang lahat nagaganap ang mga pakikipag-ugnayan.

Ang nasabing puwang sa teorya ng relativity, kasama ang pag-unlad nito sa isang mas pangkalahatang karakter, ay sumailalim sa karagdagang curvature, na ginawa ang gayong modelo na angkop para sa paglalarawan ng mga pakikipag-ugnayan ng gravitational.

Ang karagdagang pag-unlad ng teorya

Ang SRT ay hindi agad nakahanap ng pag-unawa sa mga physicist, ngunit unti-unti itong naging pangunahing tool para sa paglalarawan ng mundo, lalo na ang mundo ng elementarya na mga particle, na naging pangunahing paksa ng pag-aaral ng pisikal na agham. Ngunit ang gawain ng pagdaragdag sa SRT na may paliwanag ng mga puwersa ng gravitational ay napaka-kaugnay, at si Einstein ay hindi huminto sa pagtatrabaho, na hinahasa ang mga prinsipyo ng pangkalahatang teorya ng relativity - GR. Ang pagproseso ng matematika ng mga prinsipyong ito ay tumagal ng mahabang panahon - mga 11 taon, at ang mga espesyalista mula sa mga larangan ng eksaktong agham na katabi ng pisika ay nakibahagi dito.

Kaya, ang nangungunang mathematician noong panahong iyon, si David Hilbert (1862-1943), na naging isa sa mga co-authors ng mga equation ng gravitational field, ay gumawa ng malaking kontribusyon. Sila ang huling bato sa pagtatayo ng isang magandang gusali, na nakatanggap ng pangalan - ang pangkalahatang teorya ng relativity, o GR.

Pangkalahatang relativity - GR

Ang modernong teorya ng gravitational field, ang teorya ng "space-time" na istraktura, ang geometry ng "space-time", ang batas ng pisikal na pakikipag-ugnayan sa mga non-inertial frame of reference - lahat ito ay ang iba't ibang mga pangalan na tinawag ni Albert Einstein. pangkalahatang teorya ng relativity ay pinagkalooban ng.

Ang teorya ng unibersal na grabitasyon, na sa mahabang panahon ay tinutukoy ang mga pananaw ng pisikal na agham sa grabidad, sa mga pakikipag-ugnayan ng mga bagay at larangan ng iba't ibang laki. Kabalintunaan, ngunit ang pangunahing disbentaha nito ay ang hindi madaling unawain, ilusyon, mathematical na katangian ng kakanyahan nito. Nagkaroon ng isang walang laman sa pagitan ng mga bituin at mga planeta, ang pagkahumaling sa pagitan ng mga celestial na katawan ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng pangmatagalang pagkilos ng ilang mga puwersa, at madalian. Pinuno ng pangkalahatang teorya ng relativity ni Albert Einstein ang gravity ng pisikal na nilalaman, ipinakita ito bilang direktang kontak ng iba't ibang materyal na bagay.

Ang geometry ng gravity

Ang pangunahing ideya kung saan ipinaliwanag ni Einstein ang mga pakikipag-ugnayan ng gravitational ay napakasimple. Idineklara niya na ang pisikal na pagpapahayag ng mga puwersa ng grabidad ay espasyo-oras, na pinagkalooban ng medyo nasasalat na mga katangian - mga sukatan at mga pagpapapangit, na naiimpluwensyahan ng masa ng bagay sa paligid kung saan nabuo ang gayong mga kurbada. Sa isang pagkakataon, si Einstein ay kinilala pa sa mga tawag na ibalik sa teorya ng uniberso ang konsepto ng eter, bilang isang nababanat na materyal na daluyan na pumupuno sa espasyo. Ipinaliwanag din niya na mahirap para sa kanya na tawagan ang isang substance na maraming katangian na masasabing vacuum.

Kaya, ang gravity ay isang pagpapakita ng mga geometric na katangian ng apat na dimensyon na espasyo-oras, na itinalaga sa SRT bilang hindi kurbado, ngunit sa mas pangkalahatang mga kaso ito ay pinagkalooban ng curvature na tumutukoy sa paggalaw ng mga materyal na bagay, na binibigyan ng parehong acceleration alinsunod sa prinsipyo ng equivalence na idineklara ni Einstein.

Ang pangunahing prinsipyong ito ng teorya ng relativity ay nagpapaliwanag sa marami sa mga "bottlenecks" ng Newtonian theory ng unibersal na grabitasyon: ang kurbada ng liwanag na naobserbahan kapag ito ay dumaan malapit sa malalaking bagay sa kalawakan sa panahon ng ilang astronomical phenomena at, nabanggit ng mga sinaunang tao, ang parehong acceleration ng ang pagbagsak ng mga katawan, anuman ang kanilang masa.

Pagmomodelo ng kurbada ng espasyo

Ang isang karaniwang halimbawa na nagpapaliwanag ng pangkalahatang teorya ng relativity para sa mga dummies ay ang representasyon ng espasyo-oras sa anyo ng isang trampolin - isang nababanat na manipis na lamad kung saan inilatag ang mga bagay (madalas na mga bola), na ginagaya ang mga bagay na nakikipag-ugnayan. Ang mga mabibigat na bola ay yumuko sa lamad, na bumubuo ng isang funnel sa kanilang paligid. Ang isang mas maliit na bola na inilunsad sa ibabaw ay gumagalaw nang buong alinsunod sa mga batas ng grabidad, unti-unting gumugulong sa mga depression na nabuo ng mas malalaking bagay.

Ngunit ang halimbawang ito ay sa halip arbitrary. Ang totoong space-time ay multidimensional, ang curvature nito ay hindi rin mukhang elementarya, ngunit ang prinsipyo ng pagbuo ng gravitational interaction at ang kakanyahan ng teorya ng relativity ay nagiging malinaw. Sa anumang kaso, ang isang hypothesis na mas lohikal at magkakaugnay na magpapaliwanag sa teorya ng grabidad ay hindi pa umiiral.

Mga Patunay ng Katotohanan

Ang pangkalahatang relativity ay mabilis na nakita bilang isang makapangyarihang pundasyon kung saan maaaring itayo ang modernong pisika. Ang teorya ng relativity mula sa simula ay tumama sa pagkakaisa at pagkakaisa nito, at hindi lamang mga espesyalista, at sa lalong madaling panahon pagkatapos ng hitsura nito ay nagsimulang kumpirmahin ng mga obserbasyon.

Ang pinakamalapit na punto sa Araw - ang perihelion - ng orbit ng Mercury ay unti-unting lumilipat sa mga orbit ng iba pang mga planeta sa solar system, na natuklasan noong kalagitnaan ng ika-19 na siglo. Ang nasabing paggalaw - precession - ay hindi nakahanap ng makatwirang paliwanag sa loob ng balangkas ng teorya ng unibersal na grabitasyon ni Newton, ngunit kinakalkula nang may katumpakan batay sa pangkalahatang teorya ng relativity.

Ang solar eclipse na naganap noong 1919 ay nagbigay ng pagkakataon para sa isa pang patunay ng pangkalahatang relativity. Si Arthur Eddington, na pabirong tinawag ang kanyang sarili bilang pangalawang tao sa tatlo na nakauunawa sa mga pangunahing kaalaman ng teorya ng relativity, ay kinumpirma ang mga paglihis na hinulaang ni Einstein sa panahon ng pagpasa ng mga photon ng liwanag malapit sa bituin: sa oras ng eclipse, isang pagbabago sa naging kapansin-pansin ang maliwanag na posisyon ng ilang bituin.

Ang eksperimento upang makita ang paghina ng orasan o gravitational redshift ay iminungkahi mismo ni Einstein, bukod sa iba pang mga patunay ng pangkalahatang relativity. Pagkatapos lamang ng maraming taon ay posible na ihanda ang mga kinakailangang pang-eksperimentong kagamitan at isagawa ang eksperimentong ito. Ang gravitational frequency shift ng radiation mula sa transmitter at receiver, na may pagitan sa taas, ay lumabas na nasa loob ng mga limitasyon na hinulaang ng pangkalahatang relativity, at ang mga physicist ng Harvard na sina Robert Pound at Glen Rebka, na nagsagawa ng eksperimentong ito, ay higit na nagpapataas ng katumpakan ng mga sukat, at ang formula ng relativity theory ay muling naging tama.

Ang teorya ng relativity ni Einstein ay palaging naroroon sa pagpapatunay ng pinakamahalagang mga proyekto sa paggalugad sa kalawakan. Sa madaling sabi, maaari nating sabihin na ito ay naging isang tool sa engineering para sa mga espesyalista, lalo na ang mga kasangkot sa mga satellite navigation system - GPS, GLONASS, atbp. Imposibleng kalkulahin ang mga coordinate ng isang bagay na may kinakailangang katumpakan, kahit na sa isang medyo maliit na espasyo, nang hindi isinasaalang-alang ang mga pagbagal ng mga signal na hinulaan ng pangkalahatang relativity. Lalo na kung pinag-uusapan natin ang mga bagay na pinaghiwalay ng mga kosmikong distansya, kung saan ang error sa nabigasyon ay maaaring malaki.

Lumikha ng teorya ng relativity

Si Albert Einstein ay binata pa noong inilathala niya ang mga pundasyon ng teorya ng relativity. Kasunod nito, naging malinaw sa kanya ang mga pagkukulang at hindi pagkakapare-pareho nito. Sa partikular, ang pangunahing problema ng GR ay ang imposibilidad ng paglaki nito sa quantum mechanics, dahil ang paglalarawan ng mga pakikipag-ugnayan ng gravitational ay gumagamit ng mga prinsipyo na radikal na naiiba sa bawat isa. Sa quantum mechanics, ang interaksyon ng mga bagay sa isang space-time ay isinasaalang-alang, at ayon kay Einstein, ang espasyong ito mismo ay bumubuo ng gravity.

Ang pagsulat ng "pormula ng lahat ng bagay na umiiral" - isang pinag-isang teorya ng larangan na mag-aalis ng mga kontradiksyon ng pangkalahatang relativity at quantum physics, ay layunin ni Einstein sa loob ng maraming taon, nagtrabaho siya sa teoryang ito hanggang sa huling oras, ngunit hindi nakamit ang tagumpay. Ang mga problema ng pangkalahatang relativity ay naging isang pampasigla para sa maraming mga teorista sa paghahanap ng mas perpektong modelo ng mundo. Ganito lumitaw ang mga string theories, loop quantum gravity at marami pang iba.

Ang personalidad ng may-akda ng pangkalahatang relativity ay nag-iwan ng marka sa kasaysayan na maihahambing sa kahalagahan para sa agham ng teorya ng relativity mismo. Hindi siya umaalis na walang malasakit sa ngayon. Si Einstein mismo ay nagtaka kung bakit napakaraming atensyon ang binabayaran sa kanya at sa kanyang trabaho ng mga taong walang kinalaman sa pisika. Salamat sa kanyang mga personal na katangian, sikat na katalinuhan, aktibong posisyon sa pulitika at kahit na nagpapahayag ng hitsura, si Einstein ay naging pinakasikat na physicist sa Earth, ang bayani ng maraming mga libro, pelikula at mga laro sa computer.

Ang pagtatapos ng kanyang buhay ay kapansin-pansing inilarawan ng marami: siya ay nag-iisa, itinuring ang kanyang sarili na responsable para sa paglitaw ng pinaka-kahila-hilakbot na sandata na naging banta sa lahat ng buhay sa planeta, ang kanyang pinag-isang teorya ng larangan ay nanatiling isang hindi makatotohanang panaginip, ngunit ang mga salita ni Einstein, na sinalita sa ilang sandali bago ang kanyang kamatayan, ay maaaring ituring na pinakamahusay na resulta. na natupad niya ang kanyang gawain sa Earth. Mahirap makipagtalo dito.

Pangkalahatang teorya ng relativity(GR) ay isang geometric na teorya ng grabidad na inilathala ni Albert Einstein noong 1915-1916. Sa loob ng balangkas ng teoryang ito, na isang karagdagang pag-unlad ng espesyal na teorya ng relativity, ipinapalagay na ang mga epekto ng gravitational ay sanhi hindi ng puwersang pakikipag-ugnayan ng mga katawan at mga patlang na matatagpuan sa espasyo-oras, ngunit sa pamamagitan ng pagpapapangit ng espasyo-oras. mismo, na nauugnay, sa partikular, sa pagkakaroon ng mass-energy. Kaya, sa pangkalahatang relativity, tulad ng sa iba pang mga metric theories, ang gravity ay hindi isang force interaction. Ang pangkalahatang relativity ay naiiba sa iba pang metric theories ng gravity sa pamamagitan ng paggamit ng mga equation ni Einstein upang iugnay ang curvature ng spacetime sa bagay na naroroon sa kalawakan.

Ang pangkalahatang relativity ay kasalukuyang pinakamatagumpay na teorya ng gravitational, na mahusay na sinusuportahan ng mga obserbasyon. Ang unang tagumpay ng pangkalahatang relativity ay upang ipaliwanag ang maanomalyang precession ng perihelion ng Mercury. Pagkatapos, noong 1919, iniulat ni Arthur Eddington ang obserbasyon ng isang pagpapalihis ng liwanag malapit sa Araw sa panahon ng kabuuang eclipse, na nagpapatunay sa mga hula ng pangkalahatang relativity.

Simula noon, maraming iba pang mga obserbasyon at eksperimento ang nagkumpirma ng malaking bilang ng mga hula ng teorya, kabilang ang gravitational time dilation, gravitational redshift, signal delay sa isang gravitational field, at, hanggang ngayon ay hindi direkta, gravitational radiation. Bilang karagdagan, maraming mga obserbasyon ang binibigyang kahulugan bilang kumpirmasyon ng isa sa mga pinaka misteryoso at kakaibang mga hula ng pangkalahatang teorya ng relativity - ang pagkakaroon ng mga itim na butas.

Sa kabila ng napakalaking tagumpay ng pangkalahatang relativity, may discomfort sa siyentipikong komunidad na hindi ito maaaring reformulated bilang klasikal na limitasyon ng quantum theory dahil sa paglitaw ng mga hindi naaalis na mathematical divergences kapag isinasaalang-alang ang mga black hole at space-time singularities sa pangkalahatan. Ang ilang mga alternatibong teorya ay iminungkahi upang matugunan ang problemang ito. Ang kasalukuyang pang-eksperimentong ebidensya ay nagpapahiwatig na ang anumang uri ng paglihis mula sa pangkalahatang relativity ay dapat na napakaliit, kung mayroon man.

Mga pangunahing prinsipyo ng pangkalahatang relativity

Ang teorya ng gravity ni Newton ay batay sa konsepto ng gravity, na isang long-range na puwersa: ito ay kumikilos kaagad sa anumang distansya. Ang madalian na katangian ng aksyon na ito ay hindi tugma sa paradigm sa larangan ng modernong pisika at, sa partikular, sa espesyal na teorya ng relativity na nilikha noong 1905 ni Einstein, na inspirasyon ng gawa nina Poincaré at Lorentz. Sa teorya ni Einstein, walang impormasyon ang maaaring maglakbay nang mas mabilis kaysa sa bilis ng liwanag sa isang vacuum.

Sa matematika, ang gravitational force ni Newton ay nagmula sa potensyal na enerhiya ng isang katawan sa isang gravitational field. Ang potensyal ng gravitational na tumutugma sa potensyal na enerhiya na ito ay sumusunod sa Poisson equation, na hindi invariant sa ilalim ng mga pagbabagong Lorentz. Ang dahilan para sa non-invariance ay ang enerhiya sa espesyal na teorya ng relativity ay hindi isang scalar na dami, ngunit napupunta sa bahagi ng oras ng 4-vector. Ang vector theory of gravity ay lumabas na katulad ng Maxwell's theory of the electromagnetic field at humahantong sa negatibong enerhiya ng gravitational waves, na nauugnay sa likas na katangian ng interaksyon: tulad ng mga singil (masa) sa gravity na umaakit, at hindi nagtataboy, bilang sa electromagnetism. Kaya, ang teorya ng grabidad ni Newton ay hindi tugma sa pangunahing prinsipyo ng espesyal na teorya ng relativity - ang invariance ng mga batas ng kalikasan sa anumang inertial frame of reference, at ang direktang vector generalization ng teorya ni Newton, na unang iminungkahi ni Poincaré noong 1905 sa kanyang trabahong "On the Dynamics of the Electron", humahantong sa pisikal na hindi kasiya-siyang resulta. .

Nagsimulang maghanap si Einstein ng teorya ng gravity na katugma sa prinsipyo ng invariance ng mga batas ng kalikasan na may paggalang sa anumang frame of reference. Ang resulta ng paghahanap na ito ay ang pangkalahatang teorya ng relativity, batay sa prinsipyo ng pagkakakilanlan ng gravitational at inertial mass.

Ang prinsipyo ng pagkakapantay-pantay ng gravitational at inertial mass

Sa klasikal na Newtonian mechanics, mayroong dalawang konsepto ng masa: ang una ay tumutukoy sa pangalawang batas ni Newton, at ang pangalawa sa batas ng unibersal na grabitasyon. Ang unang masa - inertial (o inertial) - ay ang ratio ng non-gravitational force na kumikilos sa katawan sa acceleration nito. Ang pangalawang masa - gravitational (o, kung minsan ay tinatawag itong, mabigat) - tinutukoy ang puwersa ng pagkahumaling ng katawan ng ibang mga katawan at ang sariling puwersa ng pagkahumaling. Sa pangkalahatan, ang dalawang masa na ito ay sinusukat, tulad ng makikita mula sa paglalarawan, sa iba't ibang mga eksperimento, kaya hindi nila kailangang maging proporsyonal sa bawat isa. Ang kanilang mahigpit na proporsyonalidad ay nagpapahintulot sa amin na magsalita ng isang solong masa ng katawan sa parehong mga non-gravitational at gravitational na pakikipag-ugnayan. Sa pamamagitan ng isang angkop na pagpili ng mga yunit, ang mga masa na ito ay maaaring gawing pantay sa bawat isa. Ang prinsipyo mismo ay iniharap ni Isaac Newton, at ang pagkakapantay-pantay ng masa ay napatunayan niya sa pamamagitan ng eksperimentong may relatibong katumpakan na 10?3. Sa pagtatapos ng ika-19 na siglo, nagsagawa ang Eötvös ng mas banayad na mga eksperimento, na dinadala ang katumpakan ng pag-verify ng prinsipyo sa 10?9. Sa panahon ng ika-20 siglo, ginawang posible ng mga eksperimentong pamamaraan upang kumpirmahin ang pagkakapantay-pantay ng masa na may kamag-anak na katumpakan na 10x12-10x13 (Braginsky, Dicke, atbp.). Minsan ang prinsipyo ng pagkakapantay-pantay ng gravitational at inertial mass ay tinatawag na mahinang prinsipyo ng equivalence. Inilagay ito ni Albert Einstein sa batayan ng pangkalahatang teorya ng relativity.

Ang prinsipyo ng paggalaw sa mga geodesic na linya

Kung ang gravitational mass ay eksaktong katumbas ng inertial mass, pagkatapos ay sa expression para sa acceleration ng isang katawan, kung saan ang mga puwersa ng gravitational lamang ang kumikilos, ang parehong masa ay nabawasan. Samakatuwid, ang acceleration ng katawan, at samakatuwid ang tilapon nito, ay hindi nakasalalay sa masa at panloob na istraktura ng katawan. Kung ang lahat ng mga katawan sa parehong punto sa espasyo ay tumatanggap ng parehong acceleration, kung gayon ang acceleration na ito ay maaaring maiugnay hindi sa mga katangian ng mga katawan, ngunit sa mga katangian ng espasyo mismo sa puntong ito.

Kaya, ang paglalarawan ng pakikipag-ugnayan ng gravitational sa pagitan ng mga katawan ay maaaring mabawasan sa isang paglalarawan ng espasyo-oras kung saan gumagalaw ang mga katawan. Ito ay natural na ipagpalagay, tulad ng ginawa ni Einstein, na ang mga katawan ay gumagalaw sa pamamagitan ng pagkawalang-kilos, iyon ay, sa paraang ang kanilang acceleration sa kanilang sariling reference frame ay zero. Ang mga trajectory ng mga katawan ay magiging geodesic na mga linya, na ang teorya ay binuo ng mga mathematician noong ika-19 na siglo.

Ang mga geodesic na linya mismo ay matatagpuan sa pamamagitan ng pagtukoy sa espasyo-oras ng isang analogue ng distansya sa pagitan ng dalawang kaganapan, ayon sa kaugalian na tinatawag na interval o isang function ng mundo. Ang agwat sa tatlong-dimensional na espasyo at isang-dimensional na oras (sa madaling salita, sa apat na-dimensional na espasyo-oras) ay ibinibigay ng 10 independiyenteng bahagi ng panukat na tensor. Ang 10 numerong ito ay bumubuo sa sukatan ng espasyo. Tinutukoy nito ang "distansya" sa pagitan ng dalawang walang katapusang malapit na punto ng espasyo-oras sa magkaibang direksyon. Ang mga geodesic na linya na tumutugma sa mga linya ng mundo ng mga pisikal na katawan na ang bilis ay mas mababa kaysa sa bilis ng liwanag ay lumalabas na ang mga linya ng pinakadakilang tamang oras, iyon ay, ang oras na sinusukat ng isang orasan na mahigpit na nakakabit sa katawan kasunod ng tilapon na ito. Kinumpirma ng mga modernong eksperimento ang paggalaw ng mga katawan sa mga geodesic na linya na may parehong katumpakan gaya ng pagkakapantay-pantay ng gravitational at inertial na masa.

Curvature ng space-time

Kung ang dalawang katawan ay inilunsad mula sa dalawang malapit na mga punto na kahanay sa isa't isa, pagkatapos ay sa gravitational field ay unti-unti silang lalapit o lalayo sa isa't isa. Ang epektong ito ay tinatawag na paglihis ng mga geodesic na linya. Ang isang katulad na epekto ay maaaring direktang maobserbahan kung ang dalawang bola ay inilunsad parallel sa bawat isa sa ibabaw ng isang goma na lamad, kung saan ang isang napakalaking bagay ay inilalagay sa gitna. Magkakalat ang mga bola: ang isa na mas malapit sa bagay na tumutulak sa lamad ay magiging mas malakas sa gitna kaysa sa mas malayong bola. Ang pagkakaibang ito (paglihis) ay dahil sa kurbada ng lamad. Katulad nito, sa space-time, ang paglihis ng geodesics (ang pagkakaiba-iba ng mga trajectory ng mga katawan) ay nauugnay sa kurbada nito. Ang kurbada ng space-time ay natatanging tinutukoy ng sukatan nito - ang metric tensor. Ang pagkakaiba sa pagitan ng pangkalahatang teorya ng relativity at mga alternatibong teorya ng gravity ay tinutukoy sa karamihan ng mga kaso nang tumpak sa paraan ng koneksyon sa pagitan ng bagay (mga katawan at mga patlang na hindi-gravitational na kalikasan na lumilikha ng isang gravitational field) at ang metric na mga katangian ng space-time .

Space-time GR at ang malakas na prinsipyo ng equivalence

Madalas na hindi wastong isinasaalang-alang na ang batayan ng pangkalahatang teorya ng relativity ay ang prinsipyo ng pagkakapantay-pantay ng mga patlang ng gravitational at inertial, na maaaring mabalangkas tulad ng sumusunod:
Ang isang sapat na maliit na lokal na pisikal na sistema na matatagpuan sa isang gravitational field ay hindi nakikilala sa pag-uugali mula sa parehong sistema na matatagpuan sa isang pinabilis (na may paggalang sa inertial reference frame) na reference frame, na nalubog sa flat space-time ng espesyal na relativity.

Minsan ang parehong prinsipyo ay ipinopostulate bilang "lokal na bisa ng espesyal na relativity" o tinatawag na "strong equivalence principle".

Sa kasaysayan, ang prinsipyong ito ay talagang may malaking papel sa pagbuo ng pangkalahatang teorya ng relativity at ginamit ni Einstein sa pag-unlad nito. Gayunpaman, sa pinakahuling anyo ng teorya, sa katunayan, hindi ito nakapaloob, dahil ang espasyo-oras kapwa sa pinabilis at sa paunang balangkas ng sanggunian sa espesyal na teorya ng relativity ay hindi kurbado - patag, at sa pangkalahatan. teorya ng relativity ito ay hubog ng anumang katawan, at tiyak na ang kurbada nito ay nagiging sanhi ng gravitational attraction ng mga katawan.

Mahalagang tandaan na ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng space-time ng pangkalahatang teorya ng relativity at ang space-time ng espesyal na teorya ng relativity ay ang curvature nito, na ipinahayag ng isang tensor quantity - ang curvature tensor. Sa space-time ng espesyal na relativity, ang tensor na ito ay kapareho ng zero at ang space-time ay flat.

Para sa kadahilanang ito, ang pangalan na "pangkalahatang relativity" ay hindi ganap na tama. Ang teoryang ito ay isa lamang sa ilang mga teorya ng gravity na kasalukuyang isinasaalang-alang ng mga physicist, habang ang espesyal na teorya ng relativity (mas tiyak, ang prinsipyo nito ng space-time metricity) ay karaniwang tinatanggap ng siyentipikong komunidad at bumubuo ng pundasyon ng batayan. ng modernong pisika. Gayunpaman, dapat tandaan na wala sa iba pang binuo na mga teorya ng grabidad, maliban sa pangkalahatang relativity, ang nakatiis sa pagsubok ng oras at eksperimento.

Pangunahing Bunga ng Pangkalahatang Relativity

Ayon sa prinsipyo ng pagsusulatan, sa mahinang mga patlang ng gravitational, ang mga hula ng pangkalahatang relativity ay nag-tutugma sa mga resulta ng paglalapat ng batas ng unibersal na grabitasyon ni Newton na may maliliit na pagwawasto na tumataas habang tumataas ang lakas ng field.

Ang unang hinulaang at na-verify na pang-eksperimentong kahihinatnan ng pangkalahatang relativity ay tatlong klasikal na epekto, na nakalista sa ibaba sa magkakasunod na pagkakasunud-sunod ng kanilang unang pag-verify:
1. Karagdagang pagbabago ng perihelion ng orbit ng Mercury kumpara sa mga hula ng Newtonian mechanics.
2. Paglihis ng isang light beam sa gravitational field ng Araw.
3. Gravitational redshift, o time dilation sa isang gravitational field.

Mayroong ilang iba pang mga epekto na maaaring ma-verify sa eksperimento. Kabilang sa mga ito, maaari nating banggitin ang paglihis at pagkaantala (Shapiro effect) ng mga electromagnetic wave sa gravitational field ng Sun at Jupiter, ang Lense-Thirring effect (precession ng isang gyroscope malapit sa isang umiikot na katawan), astrophysical na ebidensya para sa pagkakaroon ng itim butas, ebidensya para sa paglabas ng mga gravitational wave sa pamamagitan ng malalapit na sistema ng mga binary na bituin at ang pagpapalawak ng Uniberso.

Sa ngayon, ang maaasahang pang-eksperimentong ebidensya na nagpapabulaan sa pangkalahatang relativity ay hindi pa natagpuan. Ang mga paglihis ng mga sinusukat na halaga ng mga epekto mula sa mga hinulaang pangkalahatang relativity ay hindi lalampas sa 0.1% (para sa tatlong klasikal na phenomena sa itaas). Sa kabila nito, dahil sa iba't ibang mga kadahilanan, ang mga teorista ay nakabuo ng hindi bababa sa 30 alternatibong teorya ng gravity, at ang ilan sa mga ito ay ginagawang posible na makakuha ng mga resulta na arbitraryong malapit sa pangkalahatang relativity para sa kaukulang mga halaga ng mga parameter na kasama sa teorya.

100 r bonus sa unang order

Piliin ang uri ng trabaho Graduation work Term paper Abstract Master's thesis Report on practice Article Report Review Test work Monograph Problem solving Business plan Mga sagot sa mga tanong Malikhaing gawa Essay Drawing Compositions Translation Presentations Pagta-type Iba pa Pagdaragdag ng uniqueness ng text Candidate's thesis Laboratory work Help on- linya

Pahingi ng presyo

Ang espesyal na teorya ng relativity ay binuo sa simula ng ika-20 siglo sa pamamagitan ng mga pagsisikap ni G. A. Lorentz, A. Poincaré at A. Einstein.

Ang mga postulate ni Einstein

Ang SRT ay ganap na hinango sa pisikal na antas ng higpit mula sa dalawang postulate (pagpapalagay):

Ang prinsipyo ng relativity ni Einstein ay wasto, isang extension ng prinsipyo ng relativity ni Galileo.

Ang bilis ng liwanag ay hindi nakadepende sa bilis ng pinagmulan sa lahat ng inertial frames of reference.

Ang pang-eksperimentong pagpapatunay ng mga postulate ng SRT ay sa isang tiyak na lawak ay nahahadlangan ng mga problemang may likas na pilosopiko: ang posibilidad ng pagsulat ng mga equation ng anumang teorya sa isang invariant na anyo, anuman ang pisikal na nilalaman nito, at ang pagiging kumplikado ng pagbibigay-kahulugan sa mga konsepto ng "haba" , "oras" at "inertial reference frame" sa mga kondisyon ng relativistic effect.

Kakanyahan ng SRT

Ang mga kahihinatnan ng mga postulate ng SRT ay ang mga pagbabagong Lorentz, na pumapalit sa mga pagbabagong Galilean para sa di-relativistic, "klasikal" na paggalaw. Ang mga pagbabagong ito ay nag-uugnay sa mga coordinate at oras ng parehong mga kaganapan na naobserbahan mula sa iba't ibang mga inertial frame ng sanggunian.

Sila ang naglalarawan ng mga sikat na epekto tulad ng pagpapabagal sa paglipas ng panahon at pagpapaikli sa haba ng mabilis na paggalaw ng mga katawan, ang pagkakaroon ng isang limitadong bilis ng isang katawan (na ang bilis ng liwanag), ang relativity ng konsepto ng simultaneity (dalawang kaganapan ang nangyayari nang sabay-sabay ayon sa mga orasan sa isang frame ng sanggunian, ngunit sa magkaibang mga punto sa oras ayon sa mga oras sa ibang sistema ng sanggunian).

Ang espesyal na teorya ng relativity ay nakatanggap ng maraming pang-eksperimentong kumpirmasyon at walang alinlangan ang tamang teorya sa larangan ng pagkakalapat nito. Ang espesyal na teorya ng relativity ay tumigil na gumana sa sukat ng buong Uniberso, gayundin sa mga kaso ng malakas na gravitational field, kung saan ito ay pinalitan ng isang mas pangkalahatang teorya - ang pangkalahatang teorya ng relativity. Ang espesyal na teorya ng relativity ay naaangkop din sa microcosm, ang synthesis nito sa quantum mechanics ay quantum field theory.

Mga komento

Tulad ng sa kaso ng quantum mechanics, maraming hula sa teorya ng relativity ay counterintuitive, tila hindi kapani-paniwala at imposible. Gayunpaman, hindi ito nangangahulugan na ang teorya ng relativity ay mali. Sa katotohanan, kung paano natin nakikita (o gustong makita) ang mundo sa paligid natin at kung paano ito aktwal na maaaring maging ibang-iba. Sa loob ng higit sa isang siglo, sinusubukan ng mga siyentipiko sa buong mundo na pabulaanan ang SRT. Wala sa mga pagtatangka na ito ang makakahanap ng pinakamaliit na depekto sa teorya. Ang katotohanan na ang teorya ay tama sa matematika ay pinatunayan ng mahigpit na anyo ng matematika at kalinawan ng lahat ng mga pormulasyon. Ang katotohanan na ang SRT ay talagang naglalarawan sa ating mundo ay pinatunayan ng isang malaking eksperimentong karanasan. Maraming mga kahihinatnan ng teoryang ito ang ginagamit sa pagsasanay. Malinaw na ang lahat ng mga pagtatangka na "pabulaanan ang SRT" ay tiyak na mapapahamak sa kabiguan dahil ang teorya mismo ay batay sa tatlong postulate ni Galileo (na medyo pinalawak), sa batayan kung saan binuo ang Newtonian mechanics, gayundin sa isang karagdagang postulate ng ang pare-pareho ng bilis ng liwanag sa lahat ng mga frame ng sanggunian. Ang lahat ng apat ay hindi nagtataas ng anumang pagdududa sa loob ng pinakamataas na katumpakan ng mga modernong sukat: mas mahusay kaysa sa 10 - 12, at sa ilang mga aspeto - hanggang 10 - 15. Bukod dito, ang katumpakan ng kanilang pag-verify ay napakataas na ang pare-pareho ng bilis ng liwanag ay inilalagay sa batayan ng kahulugan ng metro - mga yunit ng haba, bilang isang resulta kung saan ang bilis ng liwanag ay nagiging pare-pareho nang awtomatiko kung ang mga sukat ay isinasagawa alinsunod sa mga kinakailangan sa metrological.

Inilalarawan ng SRT ang non-gravitational physical phenomena na may napakataas na katumpakan. Ngunit hindi nito ibinubukod ang posibilidad ng paglilinaw at pagdaragdag nito. Halimbawa, ang pangkalahatang teorya ng relativity ay isang refinement ng SRT na isinasaalang-alang ang gravitational phenomena. Ang pagbuo ng quantum theory ay patuloy pa rin, at maraming physicist ang naniniwala na ang hinaharap na kumpletong teorya ay sasagutin ang lahat ng mga tanong na may pisikal na kahulugan, at magbibigay ng parehong SRT sa kumbinasyon ng quantum field theory at pangkalahatang relativity sa loob ng mga limitasyon. Malamang, haharapin ng SRT ang parehong kapalaran gaya ng mga mekanika ni Newton - ang mga limitasyon ng pagiging angkop nito ay tumpak na ilalarawan. Kasabay nito, ang gayong pangkalahatang teorya ay napakalayo pa rin, at hindi lahat ng mga siyentipiko ay naniniwala na ang pagtatayo nito ay posible pa rin.

Pangkalahatang teorya ng relativity

Ang pangkalahatang relativity ay kasalukuyang (2007) ang pinakamatagumpay na teorya ng gravitational, na kinumpirma ng mabuti ng mga obserbasyon. Ang unang tagumpay ng pangkalahatang relativity ay upang ipaliwanag ang maanomalyang precession ng perihelion ng Mercury. Pagkatapos, noong 1919, iniulat ni Arthur Eddington na nagmamasid sa pagpapalihis ng liwanag malapit sa Araw sa panahon ng kabuuang eklipse, na nagpapatunay sa mga hula ng pangkalahatang relativity. Bilang karagdagan, maraming mga obserbasyon ang binibigyang-kahulugan bilang nagpapatunay sa isa sa pinaka misteryoso at kakaibang mga hula ng pangkalahatang relativity - ang pagkakaroon ng black hole.

Ang prinsipyo ng pagkakapantay-pantay ng gravitational at inertial mass

Ang prinsipyo ng paggalaw sa mga geodesic na linya

Kinumpirma ng mga modernong eksperimento ang paggalaw ng mga katawan sa mga geodesic na linya na may parehong katumpakan gaya ng pagkakapantay-pantay ng gravitational at inertial na masa.

Curvature ng space-time

Pangunahing Bunga ng Pangkalahatang Relativity

Isang karagdagang pagbabago sa perihelion ng orbit ng Mercury kumpara sa mga hula ng Newtonian mechanics.
Pagpalihis ng isang light beam sa gravitational field ng Araw.
Gravitational redshift, o time dilation sa isang gravitational field.

Ang pangkalahatang relativity ay inilapat na sa lahat ng mga frame ng sanggunian (at hindi lamang sa mga gumagalaw sa isang pare-pareho ang bilis na nauugnay sa isa't isa) at mukhang mas kumplikado sa matematika kaysa sa espesyal (na nagpapaliwanag ng agwat ng labing-isang taon sa pagitan ng kanilang publikasyon). Kabilang dito bilang isang espesyal na kaso ang espesyal na teorya ng relativity (at samakatuwid ay ang mga batas ni Newton). Kasabay nito, ang pangkalahatang teorya ng relativity ay napupunta nang higit pa kaysa sa lahat ng mga nauna nito. Sa partikular, nagbibigay ito ng bagong interpretasyon ng gravity.

Ang pangkalahatang teorya ng relativity ay ginagawang apat na dimensyon ang mundo: ang oras ay idinagdag sa tatlong spatial na sukat. Ang lahat ng apat na dimensyon ay hindi mapaghihiwalay, kaya hindi na natin pinag-uusapan ang spatial na distansya sa pagitan ng dalawang bagay, tulad ng kaso sa tatlong-dimensional na mundo, ngunit tungkol sa mga pagitan ng espasyo-oras sa pagitan ng mga kaganapan na nagkakaisa ng kanilang distansya sa isa't isa - pareho sa oras at sa espasyo. Ibig sabihin, ang espasyo at oras ay itinuturing bilang isang apat na dimensyon na space-time continuum o, simple, space-time. Sa continuum na ito, ang mga nagmamasid na gumagalaw na may kaugnayan sa isa't isa ay maaaring hindi sumang-ayon tungkol sa kung dalawang kaganapan ang nangyari sa parehong oras-o ang isa ay nauna sa isa pa. Sa kabutihang palad para sa aming mahinang pag-iisip, hindi ito nauuwi sa isang paglabag sa mga ugnayang sanhi - iyon ay, ang pagkakaroon ng mga sistema ng coordinate kung saan ang dalawang kaganapan ay hindi nangyayari nang sabay-sabay at sa magkaibang pagkakasunud-sunod, kahit na ang pangkalahatang teorya ng relativity ay hindi pinapayagan.

Itinuring ng klasikal na pisika ang gravity bilang isang ordinaryong puwersa sa maraming natural na puwersa (electrical, magnetic, atbp.). Ang gravity ay inireseta ng "mahabang aksyon" (pagpasok "sa pamamagitan ng walang bisa") at isang kamangha-manghang kakayahang magbigay ng pantay na acceleration sa mga katawan ng iba't ibang masa.

Sinasabi sa atin ng batas ng unibersal na grabitasyon ni Newton na sa pagitan ng alinmang dalawang katawan sa sansinukob ay mayroong puwersa ng pag-akit sa isa't isa. Mula sa puntong ito, ang Earth ay umiikot sa Araw, dahil may mga puwersa ng kapwa-akit sa pagitan nila.

Ang pangkalahatang relativity, gayunpaman, ay pinipilit tayong tingnan ang hindi pangkaraniwang bagay na ito nang iba. Ayon sa teoryang ito, ang gravity ay bunga ng deformation ("curvature") ng nababanat na tela ng space-time sa ilalim ng impluwensya ng masa (sa kasong ito, mas mabigat ang katawan, halimbawa ang Araw, mas maraming space-time. "baluktot" sa ilalim nito at, nang naaayon, mas malakas ang gravitational field nito). Isipin ang isang mahigpit na nakaunat na canvas (isang uri ng trampolin), kung saan inilalagay ang isang napakalaking bola. Nagde-deform ang canvas sa ilalim ng bigat ng bola, at nabubuo sa paligid nito ang hugis ng funnel na depression. Ayon sa pangkalahatang teorya ng relativity, ang Earth ay umiikot sa Araw tulad ng isang maliit na bola na pinagsama sa paligid ng kono ng isang funnel na nabuo bilang resulta ng "pagsuntok" sa space-time ng isang mabigat na bola - ang Araw. At kung ano ang tila sa amin ang puwersa ng grabidad, sa katunayan, ay, sa katunayan, isang purong panlabas na pagpapakita ng kurbada ng espasyo-panahon, at hindi sa lahat ng puwersa sa kahulugan ng Newtonian. Sa ngayon, ang isang mas mahusay na paliwanag ng likas na katangian ng gravity kaysa sa pangkalahatang teorya ng relativity ay hindi natagpuan.

Una, ang pagkakapantay-pantay ng mga acceleration ng libreng pagkahulog para sa mga katawan ng iba't ibang masa ay tinalakay (ang katotohanan na ang isang napakalaking key at isang light match ay pantay na mabilis na nahulog mula sa mesa hanggang sa sahig). Tulad ng nabanggit ni Einstein, ang kakaibang katangiang ito ay gumagawa ng gravity na halos kapareho sa pagkawalang-galaw.

Sa katunayan, ang susi at ang tugma ay kumikilos na parang sila ay gumagalaw nang walang timbang sa pamamagitan ng pagkawalang-galaw, at ang sahig ng silid ay gumagalaw patungo sa kanila nang may pagbilis. Ang pagkakaroon ng naabot ang susi at ang tugma, ang sahig ay makakaranas ng kanilang epekto, at pagkatapos ay presyon, dahil. ang pagkawalang-kilos ng susi at ang tugma ay makakaapekto sa karagdagang pagbilis ng sahig.

Ang pressure na ito (sabi ng mga astronaut - "overload") ay tinatawag na force of inertia. Ang isang katulad na puwersa ay palaging inilalapat sa mga katawan sa pinabilis na mga frame ng sanggunian.

Kung ang rocket ay lilipad na may acceleration na katumbas ng free fall acceleration sa ibabaw ng earth (9.81 m/s), kung gayon ang inertia force ang gaganap sa papel ng bigat ng susi at ang tugma. Ang kanilang "artipisyal" na gravity ay magiging eksaktong kapareho ng natural sa ibabaw ng Earth. Nangangahulugan ito na ang acceleration ng reference frame ay isang phenomenon na medyo katulad ng gravity.

Sa kabaligtaran, sa isang libreng bumabagsak na elevator, ang natural na gravity ay tinanggal sa pamamagitan ng pinabilis na paggalaw ng sistema ng sanggunian ng cabin na "hinahabol" ang susi at ang tugma. Siyempre, hindi nakikita ng klasikal na pisika sa mga halimbawang ito ang tunay na paglitaw at paglaho ng grabidad. Ang gravity ay ginagaya o binabayaran lamang ng acceleration. Ngunit sa pangkalahatang relativity, ang pagkakatulad sa pagitan ng inertia at gravity ay kinikilala na mas malalim.

Iniharap ni Einstein ang lokal na prinsipyo ng equivalence ng inertia at gravity, na nagsasaad na sa sapat na maliliit na sukat ng mga distansya at tagal, ang isang kababalaghan ay hindi maaaring makilala sa iba sa pamamagitan ng anumang eksperimento. Kaya, ang pangkalahatang relativity ay nagbago ng pang-agham na pag-unawa sa mundo nang mas malalim. Ang unang batas ng Newtonian dynamics ay nawala ang pagiging pandaigdigan nito - lumabas na ang paggalaw sa pamamagitan ng inertia ay maaaring maging curvilinear at pinabilis. Ang pangangailangan para sa konsepto ng isang mabigat na masa ay nawala. Nagbago ang geometry ng Uniberso: sa halip na direktang Euclidean space at unipormeng oras, lumitaw ang isang curved space-time, isang curved world. Ang kasaysayan ng agham ay hindi pa nakakaalam ng gayong matalas na pagsasaayos ng mga pananaw sa pisikal na pangunahing mga prinsipyo ng sansinukob.

Ang pagsubok sa pangkalahatang relativity ay mahirap dahil, sa ilalim ng normal na mga kondisyon ng laboratoryo, ang mga resulta nito ay halos magkapareho sa mga hinulaan ng batas ng unibersal na grabitasyon ni Newton. Gayunpaman, maraming mahahalagang eksperimento ang isinagawa, at ang kanilang mga resulta ay nagpapahintulot sa amin na isaalang-alang ang teorya na nakumpirma. Bilang karagdagan, ang pangkalahatang relativity ay nakakatulong na ipaliwanag ang mga phenomena na naobserbahan natin sa kalawakan, isang halimbawa ay isang sinag ng liwanag na dumadaan malapit sa araw. Ang parehong Newtonian mechanics at general relativity ay kinikilala na dapat itong lumihis patungo sa Araw (fall). Gayunpaman, hinuhulaan ng pangkalahatang relativity ang dalawang beses ang beam shift. Pinatunayan ng mga obserbasyon sa panahon ng solar eclipses ang kawastuhan ng hula ni Einstein. Isa pang halimbawa. Ang planetang Mercury na pinakamalapit sa Araw ay may mga maliliit na paglihis mula sa isang nakatigil na orbit, na hindi maipaliwanag mula sa punto ng view ng klasikal na Newtonian mechanics. Ngunit ang gayong orbit ay ibinibigay sa pamamagitan ng pagkalkula ng mga formula ng GR. Ang pagbagal ng oras sa isang malakas na gravitational field ay nagpapaliwanag ng pagbaba sa dalas ng mga light oscillations sa radiation ng mga white dwarf - mga bituin na may napakataas na density. At sa mga nagdaang taon, ang epekto na ito ay nairehistro sa mga kondisyon ng laboratoryo. Sa wakas, ang papel ng pangkalahatang relativity sa modernong kosmolohiya, ang agham ng istraktura at kasaysayan ng buong sansinukob, ay napakahalaga. Maraming patunay ng teorya ng grabitasyon ni Einstein ang natagpuan din sa larangang ito ng kaalaman. Sa katunayan, ang mga resulta na hinulaang sa pamamagitan ng pangkalahatang relativity ay kapansin-pansing naiiba sa mga resulta na hinulaang ng mga batas ni Newton lamang sa pagkakaroon ng napakalakas na gravitational field. Nangangahulugan ito na ang isang buong pagsubok ng pangkalahatang teorya ng relativity ay nangangailangan ng alinman sa ultra-tumpak na mga sukat ng napakalaking bagay, o mga black hole, kung saan wala sa aming mga karaniwang intuitive na ideya ang naaangkop. Kaya't ang pagbuo ng mga bagong eksperimentong pamamaraan para sa pagsubok sa teorya ng relativity ay nananatiling isa sa pinakamahalagang gawain ng eksperimentong pisika.

Ang teorya ng relativity ay isang pisikal na teorya na isinasaalang-alang ang space-time regularities na may bisa para sa anumang pisikal na proseso. Ang pinaka-pangkalahatang teorya ng espasyo-oras ay tinatawag na pangkalahatang teorya ng relativity (GR), o ang teorya ng grabitasyon. Sa pribado (o espesyal) na teorya ng relativity (SRT), ang mga katangian ng space-time ay pinag-aaralan, na may bisa sa katumpakan kung saan ang pagkilos ng gravity ay maaaring mapabayaan. (Physical Encyclopedic Dictionary, 1995)

Oras at Masa Ang isang katawan ay kumukontra sa kahabaan ng axis ng paggalaw nito habang papalapit ito sa bilis ng liwanag

Atomic decay Ang atomic mass ng mga bagong atom at ang dami ng enerhiya ng motion na nabuo ay katumbas ng mass ng orihinal na atom

Sa pagtatapos ng ika-19 na siglo, ang mga batas ng paggalaw at grabidad na natuklasan ni Newton ay malawakang ginagamit para sa mga kalkulasyon at nakahanap ng higit pang mga eksperimentong ebidensya. Walang tila nagbabadya ng rebolusyon sa lugar na ito. Gayunpaman, ang bagay ay hindi na limitado lamang sa mekanika: bilang resulta ng mga eksperimentong aktibidad ng maraming siyentipiko sa larangan ng kuryente at magnetismo, lumitaw ang mga equation ni Maxwell. Dito nagsimula ang mga problema sa mga batas ng pisika. Pinagsasama-sama ng mga equation ni Maxwell ang kuryente, magnetism at liwanag. Ito ay sumusunod mula sa kanila na ang bilis ng mga electromagnetic wave, kabilang ang mga light wave, ay hindi nakasalalay sa paggalaw ng emitter at katumbas ng halos 300 libong km / s sa vacuum. Hindi ito pare-pareho sa mekanika nina Newton at Galileo. Ipagpalagay na ang isang lobo ay lumilipad na may kaugnayan sa Earth sa bilis na 100,000 km/s. Mag-shoot tayo pasulong mula sa isang magaan na baril na may isang magaan na bala, ang bilis nito ay 300 libong km/s. Pagkatapos, ayon sa mga formula ni Galileo, ang mga bilis ay dapat na idagdag lamang, na nangangahulugang ang bala ay lilipad na may kaugnayan sa Earth sa bilis na 400 libong km / s. Walang constancy ng bilis ng liwanag ang nakuha!

Napakaraming pagsisikap ang ginawa upang makita ang pagbabago sa bilis ng liwanag habang gumagalaw ang emitter, ngunit wala sa mga mapanlikhang eksperimento ang nagtagumpay. Kahit na ang pinakatumpak sa kanila, ang eksperimento ng Michelson-Morley, ay nagbigay ng negatibong resulta. So may mali sa equation ni Maxwell? Ngunit perpektong inilalarawan nila ang lahat ng mga electrical at magnetic phenomena. At pagkatapos ay iminungkahi ni Henri Poincaré na ang punto ay wala pa rin sa mga equation, ngunit sa prinsipyo ng relativity: lahat ng mga pisikal na batas, hindi lamang mekanikal, tulad ng Newton, kundi pati na rin ang mga elektrikal, ay dapat na pareho sa mga sistema na gumagalaw na may kaugnayan sa bawat isa nang pantay at rectilinearly . Noong 1904, ang Dane Hendrik Anton Lorentz, partikular para sa mga equation ni Maxwell, ay nakakuha ng mga bagong formula para sa muling pagkalkula ng mga coordinate ng isang gumagalaw na sistema na may kaugnayan sa isang nakatigil at vice versa. Ngunit ito ay nakatulong lamang nang bahagya: ito ay lumabas na para sa mga batas ni Newton ay dapat gumamit ng ilang pagbabago, at para sa mga equation ni Maxwell ang iba. Nanatiling bukas ang tanong.

Espesyal na teorya ng relativity

Ang mga pagbabagong iminungkahi ni Lorentz ay may dalawang mahalagang implikasyon. Ito ay lumabas na sa panahon ng paglipat mula sa isang sistema patungo sa isa pa, kinakailangan na sumailalim hindi lamang sa mga coordinate, kundi pati na rin sa oras sa mga pagbabagong-anyo. At bukod pa, nagbago ang laki ng gumagalaw na katawan, na kinakalkula ayon sa mga formula ni Lorentz - naging mas maliit ito sa direksyon ng paggalaw! Samakatuwid, ang mga bilis na lumampas sa bilis ng liwanag ay nawala ang lahat ng pisikal na kahulugan, dahil sa kasong ito ang mga katawan ay na-compress sa zero na sukat. Maraming mga physicist, kabilang si Lorentz mismo, ang itinuturing na ang mga konklusyong ito ay isang mathematical incident lamang. Hanggang sa pumalit si Einstein.

Bakit ang teorya ng relativity ay pinangalanan sa Einstein, kung ang prinsipyo ng relativity ay binuo ng Poincare, ang constancy ng bilis ng liwanag ay deduced ni Maxwell, at ang mga patakaran para sa pagbabago ng mga coordinate ay naimbento ni Lorentz? Una sa lahat, sabihin nating lahat ng ating napag-usapan sa ngayon ay patungkol lamang sa tinatawag na "special theory of relativity" (SRT). Taliwas sa popular na paniniwala, ang kontribusyon ni Einstein sa teoryang ito ay hindi limitado sa isang simpleng paglalahat ng mga resulta. Una, nakuha niya ang lahat ng mga equation batay sa dalawang postulates lamang - ang prinsipyo ng relativity at ang prinsipyo ng constancy ng bilis ng liwanag. At pangalawa, naunawaan niya kung ano ang dapat gawin na pag-amyenda sa batas ni Newton upang hindi ito mawala sa bagong larawan ng mundo at hindi magbago sa ilalim ng mga pagbabagong-anyo ni Lorentz. Upang gawin ito, kinakailangan na kritikal na tratuhin ang dalawang dati nang hindi matitinag na pundasyon ng mga klasikal na mekanika - ang ganap na oras at ang katatagan ng masa ng katawan.

Walang ganap

Sa Newtonian mechanics, ang sidereal time ay tahimik na kinilala sa ganap na oras, at sa teorya ni Einstein, ang bawat frame ng sanggunian ay tumutugma sa sarili nitong, "lokal" na oras, at walang mga orasan na susukat ng oras para sa buong Uniberso. Ngunit ang mga konklusyon tungkol sa relativity ng oras ay hindi sapat upang maalis ang mga kontradiksyon sa pagitan ng electrodynamics at klasikal na mekanika. Nalutas ang problemang ito nang bumagsak ang isa pang klasikal na balwarte - ang katatagan ng masa. Ipinakilala ni Einstein ang mga pagbabago sa pangunahing batas ni Newton ng proporsyonalidad ng puwersa sa pagpabilis at nalaman na ang masa ay tumataas nang walang katiyakan kapag papalapit sa bilis ng liwanag. Sa katunayan, ito ay sumusunod mula sa mga postulates ng SRT na ang isang bilis na mas malaki kaysa sa bilis ng liwanag ay walang pisikal na kahulugan, na nangangahulugang walang puwersa ang maaaring magpapataas ng bilis ng isang katawan na lumilipad na sa bilis ng liwanag, iyon ay, sa ilalim ng mga kondisyong ito, ang puwersa ay hindi na nagiging sanhi ng pagbilis! Kung mas malaki ang bilis ng katawan, mas mahirap itong pabilisin.

At dahil ang koepisyent ng proporsyonalidad ay ang masa (o pagkawalang-galaw), sumusunod na ang masa ng katawan ay tumataas sa pagtaas ng bilis.

Kapansin-pansin na ang konklusyong ito ay ginawa sa panahong walang halatang kontradiksyon at hindi pagkakapare-pareho sa pagitan ng mga resulta ng mga eksperimento at mga batas ni Newton. Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang pagbabago sa masa ay hindi gaanong mahalaga, at maaari itong makita sa eksperimento lamang sa napakataas na bilis, malapit sa bilis ng liwanag. Kahit na para sa isang satellite na lumilipad sa bilis na 8 km/s, ang pagwawasto sa masa ay hindi hihigit sa isang dalawang-bilyon. Ngunit noong 1906, ang mga konklusyon ng SRT ay nakumpirma sa pag-aaral ng mga electron na gumagalaw sa mataas na bilis: sa mga eksperimento ni Kaufman, ang isang pagbabago sa masa ng mga particle na ito ay naitala. At sa mga modernong accelerators, hindi posible na ikalat ang mga particle kung ang mga kalkulasyon ay isinasagawa sa klasikal na paraan nang hindi isinasaalang-alang ang espesyal na teorya ng relativity.

Ngunit pagkatapos ay lumabas na ang inconstancy ng masa ay nagpapahintulot sa amin na gumuhit ng isang mas pangunahing konklusyon. Sa pagtaas ng bilis, tumataas ang masa, tumataas ang enerhiya ng paggalaw ... Hindi ba ito ang parehong bagay? Kinumpirma ng mga kalkulasyon sa matematika ang haka-haka tungkol sa pagkakapareho ng masa at enerhiya, at noong 1907 natanggap ni Einstein ang kanyang sikat na formula E = mc2. Ito ang pangunahing konklusyon ng SRT. Ang masa at enerhiya ay iisa at pareho at nababago sa isa't isa! At kung ang ilang katawan (halimbawa, isang atom ng uranium) ay biglang nahati sa dalawa, na sa kabuuan ay may mas maliit na masa, kung gayon ang natitirang bahagi ng masa ay pumasa sa enerhiya ng paggalaw. Ipinagpalagay mismo ni Einstein na posible na mapansin ang pagbabago sa masa sa pamamagitan lamang ng malalaking paglabas ng enerhiya, dahil ang coefficient c2 sa formula na natanggap niya ay napakalaki, napakalaki. Ngunit siya, masyadong, marahil ay hindi inaasahan na ang mga teoretikal na pagsasaalang-alang ay hahantong sa sangkatauhan hanggang ngayon. Ang paglikha ng atomic bomb ay nagkumpirma ng bisa ng espesyal na teorya ng relativity, sa masyadong mataas na presyo.

Tila walang dahilan upang pagdudahan ang kawastuhan ng teorya. Ngunit narito ang oras upang alalahanin ang mga salita ni Einstein: "Ang karanasan ay hindi kailanman magsasabi ng "oo" sa isang teorya, ngunit sa pinakamainam na sinasabi nito ay "siguro", para sa karamihan ito ay nagsasabing "hindi". Ang huling, pinakatumpak na eksperimento upang subukan ang isa sa mga postulate ng SRT, ang katatagan ng bilis ng liwanag, ay isinagawa kamakailan, noong 2001, sa Unibersidad ng Konstanz (Germany). Ang isang nakatayong laser wave ay inilagay sa isang "kahon" ng ultrapure sapphire, pinalamig sa temperatura ng likidong helium, at ang pagbabago sa dalas ng liwanag ay sinusubaybayan sa loob ng kalahating taon. Kung ang bilis ng liwanag ay nakasalalay sa bilis ng laboratoryo, kung gayon ang dalas ng alon na ito ay magbabago habang ang Earth ay gumagalaw sa orbit. Ngunit wala pang napansing pagbabago sa ngayon.

Pangkalahatang teorya ng relativity

Noong 1905, nang ilathala ni Einstein ang kanyang sikat na akdang "On the Electrodynamics of Moving Bodies", na nakatuon sa SRT, lumipat siya. Siya ay kumbinsido na ang STO ay bahagi lamang ng paglalakbay. Ang prinsipyo ng relativity ay dapat na wasto sa anumang frame of reference, at hindi lamang sa mga gumagalaw nang pare-pareho at rectilinearly. Ang paniniwalang ito ni Einstein ay hindi lamang isang hula, ito ay batay sa isang eksperimentong katotohanan, ang pagsunod sa prinsipyo ng pagkakapantay-pantay. Ipaliwanag natin kung ano ito. Kasama sa mga batas ng paggalaw ang tinatawag na "inertial" mass, na nagpapakita kung gaano kahirap para sa isang katawan na bumilis, at ang mga batas ng gravity ay kinabibilangan ng isang "mabigat" na masa na tumutukoy sa puwersa ng pagkahumaling sa pagitan ng mga katawan. Ipinapalagay ng prinsipyo ng equivalence na ang mga masa na ito ay eksaktong pantay-pantay sa isa't isa, ngunit ang karanasan lamang ang makapagpapatunay kung ito talaga ang kaso. Ito ay sumusunod mula sa prinsipyo ng equivalence na ang lahat ng mga katawan ay dapat gumalaw sa gravitational field na may parehong acceleration. Kahit na si Galileo ay sinuri ang sitwasyong ito, ibinabato, ayon sa alamat, ang iba't ibang mga katawan mula sa Leaning Tower ng Pisa. Pagkatapos ang katumpakan ng pagsukat ay 1%, dinala ito ni Newton sa 0.1%, at, ayon sa pinakabagong data mula 1995, makatitiyak tayo na ang prinsipyo ng equivalence ay natutupad na may katumpakan na 5 x 10−13.

Isinasaalang-alang ang prinsipyo ng equivalence at ang prinsipyo ng relativity bilang batayan, pagkatapos ng sampung taon ng pagsusumikap, nilikha ni Einstein ang kanyang teorya ng grabitasyon, o ang pangkalahatang teorya ng relativity (GR), na hanggang ngayon ay hindi tumitigil sa paghanga sa mga theorist sa kanyang matematikal. kagandahan. Ang espasyo at oras sa teorya ng grabitasyon ni Einstein ay naging napapailalim sa mga kamangha-manghang metamorphoses. Ang gravitational field, na nilikha sa paligid ng kanilang mga sarili sa pamamagitan ng mga katawan na may masa, ay yumuko sa nakapalibot na espasyo. Isipin ang isang bola na nakahiga sa isang trampolin. Kung mas mabigat ang bola, mas baluktot ang trampolin mesh. At ang oras, na naging pang-apat na dimensyon, ay hindi tumatabi: mas malaki ang gravitational field, mas mabagal ang daloy ng oras.

Ang unang nakumpirma na hula ng pangkalahatang relativity ay ginawa mismo ni Einstein noong 1915. Nababahala ito sa galaw ng Mercury. Ang perihelion ng planetang ito (iyon ay, ang punto ng pinakamalapit na paglapit nito sa Araw) ay unti-unting nagbabago sa posisyon nito. Sa mahigit isang daang taon ng mga obserbasyon mula sa Earth, ang displacement ay 43.1 arc seconds. Tanging ang pangkalahatang teorya ng relativity ay nakapagbigay ng isang nakamamanghang tumpak na hula ng halagang ito - 43 arc segundo. Ang susunod na hakbang ay upang obserbahan ang pagpapalihis ng mga light ray sa gravitational field ng Araw sa panahon ng kabuuang solar eclipse noong 1919. Simula noon, maraming mga eksperimento ang isinagawa, at lahat ng mga ito ay nagpapatunay ng pangkalahatang kapamanggitan - sa kabila ng katotohanan na ang katumpakan ay patuloy na tumataas. Halimbawa, noong 1984 ito ay 0.3%, at noong 1995 ito ay mas mababa sa 0.1%.

Sa pagdating ng mga atomic na orasan, dumating ito sa oras mismo. Ito ay sapat na upang ilagay ang isang orasan sa tuktok ng bundok, ang isa pa sa paanan nito - at maaari mong mahuli ang pagkakaiba sa takbo ng oras! At sa pagdating ng mga global positioning satellite system, ang teorya ng relativity sa wakas ay lumipat mula sa kategorya ng pang-agham na libangan sa isang purong praktikal na lugar. Ang mga satellite ng GPS, halimbawa, ay lumilipad sa taas na humigit-kumulang 20,000 km sa bilis na humigit-kumulang 4 km/s. Dahil medyo malayo ang mga ito sa Earth, ang mga orasan sa mga ito, ayon sa pangkalahatang relativity, ay umuusad ng humigit-kumulang 45 microseconds (µs) bawat araw, ngunit dahil lumilipad sila sa mataas na bilis, dahil sa STR, ang parehong mga orasan ay nahuhuli ng humigit-kumulang. 7 µs araw-araw. Kung ang mga pagbabagong ito ay hindi isinasaalang-alang, ang buong sistema ay magiging walang silbi sa loob ng ilang araw! Bago ipadala sa orbit, ang mga atomic na orasan sa mga satellite ay inaayos upang mas mabagal ang mga ito ng humigit-kumulang 38 microsecond bawat araw. At ang katotohanan na, pagkatapos ng gayong pagsasaayos, ang aking simpleng GPS receiver ay wastong nagpapakita ng aking mga coordinate sa malawak na ibabaw ng daigdig araw-araw, sineseryoso na nagpapalakas ng aking tiwala sa teorya ng relativity.

Ang lahat ng mga tagumpay na ito ay nagpapaalab lamang sa mga mangangaso para sa relativity. Ngayon, ang bawat unibersidad na may paggalang sa sarili ay may laboratoryo upang maghanap ng mga gravitational wave, na, ayon sa teorya ng gravity ni Einstein, ay dapat magpalaganap sa bilis ng liwanag. Hindi ko pa sila nahahanap. Ang isa pang hadlang ay ang koneksyon sa pagitan ng pangkalahatang relativity at quantum mechanics. Pareho silang lubos na sumasang-ayon sa eksperimento, ngunit ganap na hindi tugma sa isa't isa. Hindi ba ito medyo nakapagpapaalaala sa mga klasikal na mekanika at electromagnetism noong huling bahagi ng ika-19 na siglo? Marahil ito ay nagkakahalaga ng paghihintay para sa pagbabago.