×
Traktatov.net » На плечах гигантов » Читать онлайн
Страница 98 из 110 Настройки


Этот свет видят и астронавт-наблюдатель, и пассажиры корабля. Однако они по-разному оценят, какое расстояние прошел свет после отражения.


По Эйнштейну, скорость света одинакова для всех свободно движущихся наблюдателей, хотя у каждого из них будет ощущение своей, отличной от других, скорости света.

§ 4. Искривление лучей света в гравитационном поле

Из только что доказанного положения – скорость света в поле тяжести является функцией места – нетрудно с помощью принципа Гюйгенса доказать, что лучи света, распространяющиеся поперек поля тяжести, должны искривляться. В самом деле, пусть E – плоскость равной фазы некоторой плоской световой волны в момент времени t, а Р>1 и Р>2 – две точки на ней, расстояние между которыми равно единице. Точки Р>1 и Р>2 лежат в плоскости чертежа, которая выбрана так, что взятая по нормали к ней производная от Ф, а следовательно, и от с, обращается в нуль. Описывая около точек Р>1 и Р>2 окружности радиусами c>1dt и c>2dt и проводя к ним общую касательную, получаем плоскость равной фазы, точнее, ее сечение плоскостью чертежа для момента времени t + + dt, причем с>1 и с>2 представляют собой скорости света соответственно в точках Р>1 и Р>2. Следовательно, угол отклонения луча света на пути cdt составляет



если мы его считаем положительным, когда луч света изгибается в сторону возрастания n’. Таким образом, угол отклонения на единицу пути луча света будет равен



Наконец, для отклонения α, которое луч света испытывает на любом пути s в сторону n’, получаем выражение


(4)


Такой же результат можно было бы получить также путем непосредственного рассмотрения распространения луча света в равномерно ускоренной системе отсчета К’, преобразования результата к системе К и затем обобщения на случай гравитационного поля произвольного вида.


Гравитационное поле массивного тела, например, Солнца, искривляет траекторию света далекой звезды.


Согласно выражению (4), проходящий мимо какого-либо небесного тела луч света испытывает отклонение в сторону убывания гравитационного потенциала, т. е. в сторону небесного тела. Это отклонение есть



где k – гравитационная постоянная, М – масса небесного тела, Δ – расстояние от луча до центра небесного тела.


Стандартная модель жизни и смерти нашей Вселенной. Без теоретических работ Эйнштейна эта модель не была бы возможна с математической точки зрения.


На этой иллюстрации слева направо – триллионные доли секунды после Большого взрыва, когда Вселенная инфляционно расширяется от размеров меньше атома с массой пакетика сахара до диаметра галактики.


Вселенная продолжает расширяться, и  галактики, а  с  ними и  звезды, атомы и частицы расходятся друг от друга все дальше и дальше, и так будет до тех пор, пока Вселенная не станет очень разреженной, пустой и  голой. Вторая модель предполагает, что в  конце концов ускорение прекратится и Вселенная под воздействием гравитационных сил схлопнется в огромную черную дыру – произойдет Большое сжатие.


По этой причине луч света, проходящий мимо Солнца, испытал бы отклонение, равное 4 × 10>-6 = 0,83 секунды дуги