[ Pobierz całość w formacie PDF ]
.Zanim omówimy podstawowe idee tej nowej teorii, warto powiedzieć parę słów o stopniu pewności, jaki możemy przypisać obu częściom teorii względności.Teoria z lat 1905-1906, tak zwana “szczególna teoria względności", jest oparta na bardzo wielkiej ilości dokładnie zbadanych faktów: na wynikach doświadczenia Michelsona i Morleya i wielu podobnych eksperymentów, na fakcie równoważności masy i energii, który stwierdzono w niezliczonej ilości badań nad rozpadem promieniotwórczym, na fakcie zależności okresu półtrwania ciał promieniotwórczych od prędkości ich ruchu itd.Dlatego teoria ta stanowi jedną z mocno ufundowanych podstaw fizyki współczesnej i w obecnej sytuacji nie można kwestionować jej słuszności.Dane doświadczalne potwierdzają ogólną teorię względności w sposób o wiele mniej przekonywający, są bowiem w tym przypadku bardzo skąpe.Są to jedynie wyniki pewnych obserwacji astronomicznych.Dlatego też teoria ta ma o wiele bardziej hipotetyczny charakter niż pierwsza.Kamieniem węgielnym ogólnej teorii względności jest teza o związku bezwładności i grawitacji.Bardzo dokładne pomiary dowiodły, że masa ważka ciała jest ściśle proporcjonalna do jego masy bezwładnej.Nawet najdokładniejsze pomiary nigdy nie wykazały najmniejszego odchylenia od tego prawa.Jeśli prawo to jest zawsze słuszne, to siłę ciężkości można traktować jako siłę tego samego typu, co siły odśrodkowe lub inne siły reakcji związane z bezwładnością.Ponieważ, jak powiedzieliśmy, należy uznać, że siły odśrodkowe są związane z fizycznymi własnościami pustej przestrzeni, przeto Einstein wysunął hipotezę, wedle której również siły grawitacyjne są związane z fizycznymi własnościami pustej przestrzeni.Był to krok niezwykle ważny, który z konieczności spowodował natychmiast drugi krok w tym samym kierunku.Wiemy, że siły grawitacyjne są wywoływane przez masy.Jeśli więc grawitacja jest związana z własnościami przestrzeni, to masy muszą być przyczyną tych własności lub na nie wpływać.Siły odśrodkowe w układzie znajdującym się w ruchu obrotowym muszą być wywołane przez obrót (względem tego układu) mas, które mogą się znajdować nawet bardzo daleko od układu.Aby urzeczywistnić program naszkicowany w tych kilku zdaniach, Einstein musiał powiązać zasadnicze idee fizyczne, które były podstawą jego rozważań, z matematycznym schematem ogólnej geometrii Riemanna.Ponieważ własności przestrzeni zdawały się zmieniać w sposób ciągły w miarę tego, jak ulega zmianie pole grawitacyjne, przeto można było uznać, że geometria przestrzeni jest podobna do geometrii powierzchni zakrzywionych, których krzywizna zmienia się w sposób ciągły i na których rolę prostych znanych z geometrii Euklidesa spełniają linie geodezyjne, czyli najkrótsze krzywe łączące pary punktów na danej powierzchni.Ostatecznym wynikiem rozważań Einsteina było sformułowanie w sposób matematyczny zależności między rozkładem mas i parametrami określającymi geometrię.Ogólna teoria względności opisywała powszechnie znane fakty związane z grawitacją.Z bardzo wielkim przybliżeniem można powiedzieć, że jest ona identyczna ze zwykłą teorią grawitacji.Ponadto wynikało z niej, że można wykryć pewne nowe, interesujące efekty zachodzące na samej granicy możliwości instrumentów pomiarowych.Do owych przewidzianych efektów należy przede wszystkim wpływ siły ciążenia na światło.Kwanty światła monochromatycznego, wyemitowane przez atomy jakiegoś pierwiastka na gwieździe o wielkiej masie, tracą energię, poruszając się w polu grawitacyjnym gwiazdy; wskutek tego powinno nastąpić przesunięcie ku czerwieni linii widma tego pierwiastka.Freundlich, rozpatrując dotychczasowe dane doświadczalne, jasno wykazał, że żadne spośród nich nie potwierdzają w sposób niewątpliwy istnienia tego efektu.Niemniej jednak przedwczesne byłoby twierdzenie, że doświadczenia przeczą istnieniu tego zjawiska przewidzianego przez teorię Einsteina.Promień świetlny przechodzący blisko Słońca powinien ulec odchyleniu w jego polu grawitacyjnym.Odchylenie to, jak wykazały obserwacje Freundlicha i innych astronomów, rzeczywiście istnieje i jeśli chodzi o rząd wielkości, jest zgodne z przewidywaniami.Jednakże dotychczas nie rozstrzygnięto, czy wielkość tego odchylenia jest całkowicie zgodna z przewidywaniami opartymi na teorii Einsteina
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
