Сағыштырмалыҡ теорияһы

Сағыштырмалыҡ теорияһы — физик арауыҡ-ваҡыт теорияһы, йәғни физик процестарҙың универсаль арауыҡ-ваҡыт үҙенсәлектәрен тасуирлаусы теория^[1]. Термин 1906 йылда Макс Планк тарафынан махсус сағыштырмалыҡ теорияһында (һуңғараҡ дөйөм сағыштырмалыҡ теорияһында ла) сағыштырмалыҡ принцибының әһәмиәтен күрһәтеү маҡсатында индерелә. Ҡайһы берҙә «релятивистик физика» төшөнсәһе урынына ҡулланыла^{[прим. 1]}.

Киң мәғәнәлә сағыштырмалыҡ теорияһы махсус һәм дөйөм сағыштырмалыҡ теорияларын үҙ эсенә ала. Махсус сағыштырмалыҡ теорияһы (МСТ) теге йәки был процесты тикшергәндә тартылыу ҡырҙарын иғтибарға алмауҙы рөхсәт итә; ә дөйөм сағыштырмалыҡ теорияһы (ДСТ) — Ньютон тартылыш теорияһын дөйөмләштереүсе тартылыш теорияһы^[1]. Тар мәғәнәлә иһә сағыштырмалыҡ теорияһы тигәндә махсус сағыштырмалыҡ теорияһын күҙҙә тоталар.

Физика тарихында сағыштырмалыҡ теорияһы тигән термин Эйнштейндың, Минковскийҙың һәм уларға эйәреүселәрҙең ҡараштарын Лоренц һәм Пуанкаре ише уларҙың элгәрҙәренең ҡараштарынан айырыу өсөн дә ҡулланылғылай. ^[2].

Ньютон механикаһынан МСТ-ның айырмалары

Ньютондың 200 йыл йәшәгән механикаһын тәүге тапҡыр яңы теория ҡыҫырыҡлай. Ул донъяға ҡарашты тамырынан үҙгәртә. Ә Ньютондың классик механикаһы Ерҙә һәм ундағыға оҡшаш шарттарҙа ғына эшләй.

Ньютондың хәрәкәт тураһындағы төшөнсәләре хәрәкәттең сағыштырмалылығы принцибын ҡулланып тамырҙан үҙгәртелә. Ваҡыт та абсолют булмай сыға.

Ул ғына ла түгел, Эйнштейн ваҡытҡа һәм арауыҡҡа фундаменталь ҡараштарҙы үҙгәртә. Сағыштырмалыҡ теорияһына ярашлы, ваҡытты арауыҡ-ваҡыттың тиң хоҡуҡлы өлөшө итеп ҡарарға ла була, ул хисаплама системаһы үҙгәргәндә ҡәҙимге арауыҡ координаталары менән бергә координаталарҙы үҙгәртеүҙә ҡатнаша ала.

Ҡулланыла алыу өлкәһе

МСТ-ның ҡулланыла алыу өлкәһе

Махсус сағыштырмалыҡ теорияһын, үтә көслө гравитацион ҡыр булмаған шартта, теләһә ниндәй тиҙлекле (шул иҫәптән яҡтылыҡ тиҙлегенә яҡын йә уға тигеҙ тиҙлекле) есемдәрҙең дә хәрәкәтен өйрәнгәндә ҡулланып була.

ДСТ-ның ҡулланыла алыу өлкәһе

Дөйөм сағыштырмалыҡ теорияһы теләһә ниндәй гравитацион ҡырҙа теләһә ниндәй тиҙлекле есемдең хәрәкәтен өйрәнгәндә ҡулланыла ала.

Ҡулланыу

МСТ-ны ҡулланыу

Махсус сағыштырмалыҡ теорияһы физикала һәм астрономияла XX быуат башынан ҡулланыла. Сағыштырмалыҡ теорияһы физиканы аңлауҙы ғәйәт ныҡ киңәйтте, элементар киҫәксәләр физикаһындағы ғилемдәрҙе тәрәнәйтте, физиканы үҫтереү өсөн баһалап бөткөһөҙ ҙур әһәмиәтле теоретик ҡоралдар бирҙе.

ДСТ-ны ҡулланыу

Был теория ярҙамында космология һәм астрофизика нейтрон йондоҙҙар, ҡара упҡындар һәм гравитацион тулҡындар кеүек ғәҙәти булмаған күренештәрҙе алдан әйтә алды.

Ғилми берләшмә тарафынан ҡабул ителеүе

МСТ-ны ҡабул итеү

Әлеге осорҙа махсус сағыштырмалыҡ теорияһы ғилми берләшмә тарафынан дөйөм ҡабул ителгән һәм хәҙерге заман физикаһының нигеҙен тәшкил итә.^[3] Алдынғы физиктарҙың байтағы теорияны шунда уҡ ҡабул итте, улар араһында — Макс Планк, Хендрик Лоренц, Герман Минковский, Ричард Толмен, Эрвин Шрёдингер һәм башҡалар. Рәсәйҙә Орест Данилович Хвольсон мөхәррирлегендә махсус сағыштырмалыҡ теорияһын ентекләп аңлатҡан һәм теорияның тәжрибә нигеҙҙәрен тасуирлаған киң билдәле дөйөм физика курсы нәшер ителде. Шуның менән бергә Филипп Ленард^[4], Й. Штарк, Дж. Дж. Томсон сағыштырмалыҡ теорияһы положениеларына тәнҡитле мөнәсәбәт белдерә. Макс Абрахам һәм башҡа ғалимдар ҙа бәхәстәргә инә.

ДСТ-ны ҡабул итеү

Айырыуса дөйөм сағыштырмалыҡ теорияһының принципиаль һорауҙары буйынса фекер алышыу файҙалы була (Шрёдингер һ. б.), ғәмәлдә был фекер алышыу әле булһа дауам итә.

Дөйөм сағыштырмалыҡ теорияһы (ДСТ) тәжрибәләр юлы менән МСТ-ға ҡарағанда әҙерәк өйрәнелгән. Уның бер нисә принципиаль проблемаһы бар. Альтернатив гравитация теорияларының ҡайһы берҙәре лә тотош инҡар ителә алмай әле. Ләкин, ғилми берләшмә белдереүенсә, ДСТ әлегә үҙенең ҡулланыла алыу өлкәһендә билдәле булған бөтә эксперименталь факттарға ла тап килә, шул иҫәптән күптән түгел асылғандарына ла (мәҫәлән, күптән түгел гравитацион тулҡындарҙың барлығына тағы бер ихтимали раҫлау табылды^[5]^[6]). Дөйөм алғанда, ДСТ үҙенең ҡулланыла алыу өлкәһендә «стандарт теория», йәғни ғилми берләшмә тарафынан танылыу алған төп теория булып тора.^[3]

Махсус сағыштырмалыҡ теорияһы

Махсус сағыштырмалыҡ теорияһы ^[7] (ДСТ) — ул локаль арауыҡ-ваҡыт структураһы теорияһы. Тәүге тапҡыр уны 1905 йылда Альберт Эйнштейн "Хәрәкәт итеүсе есемдәрҙең электродинамикаһына" тигән хеҙмәтендә тәҡдим итә. Теория теләһә ниндәй тиҙлекле, шул иҫәптән яҡтылыҡ тиҙлегенә яҡын тиҙлекле хәрәкәтте, механика закондарын, шулай уҡ уларҙы билдәләүсе арауыҡ-ваҡыт мөнәсәбәттәрен тасуирлай. Махсус сағыштырмалыҡ теорияһы сиктәрендә Ньютондың классик механикаһы бәләкәй тиҙлектәр өсөн яҡынса булып тора. МСТ инерциаль хисаплама системаларын индереү мөмкин булған осраҡтарҙа ҡулланыла ала (локаль булһа ла); ул көслө гравитацион ҡырҙар, хисаплама системалары бик әҙ генә инерциаль булған һәм Ғаләмдең глобаль геометрияһын тасуирлаған осраҡтарҙа ҡулланыла алмай.

Махсус сағыштырмалыҡ теорияһы классик электродинамика (оптиканы ла индереп) менән Галилейҙың классик сағыштырмалыҡ принцибы араһындағы ҡаршылыҡты хәл итеү өсөн сығарыла. Галилей принцибы раҫлауынса, инерциаль хисаплама системаларындағы процестар, система хәрәкәтһеҙ булғанда ла, тура һыҙыҡ буйынса тигеҙ хәрәкәт иткәндә лә, бер төрлө бара. Йәғни ябыҡ система тигеҙ һәм тура һыҙыҡ буйынса хәрәкәт иткәндә механик тәжрибәләрҙең бер ниндәйе лә уның нисек хәрәкәт иткәнен билдәләү мөмкинлеген бирә алмай. Ләкин система эсендәге оптик тәжрибәләр (мәҫәлән, яҡтылыҡтың төрлө йүнәлештә таралыу тиҙлеген үлсәү) был хәрәкәтте асыҡлауҙы мөмкин итергә тейеш ине. Эйнштейн сағыштырмалыҡ принцибын электродинамик күренештәргә лә тарата, был, беренсенән, бөтә физик күренештәр даирәһенә берҙәм ҡараш булдыра, икенсенән, Майкельсон — Морли тәжрибәһе һөҙөмтәләрен аңлатыу мөмкинлеген бирә (был тәжрибәлә яҡтылыҡ таралыу тиҙлегенә Ерҙең квазиинерциаль хәрәкәтенең бер ниндәй ҙә йоғонтоһо табылмай). Сағыштырмалыҡ принцибы яңы теорияның беренсе постулатына әйләнә. Ләкин физик күренештәрҙе киңәйтелгән даирәле сағыштырмалыҡ принцибы сиктәрендә ҡаршылыҡһыҙ тасуирлау, Ньютондың абсолют евклид арауығынан һәм абсолют ваҡытынан баш тартып, уларҙы яңы геометрик ҡоролмаға — псевдоевклид арауыҡ-ваҡытына берләштергәс кенә мөмкин була. Бының һөҙөмтәһендә тағы бер принцип — яҡтылыҡ тиҙлегенең инвариантлылығы принцибын индереү мохтажлығы тыуа. Шулай итеп, махсус сағыштырмалыҡ теорияһы ике постулатҡа нигеҙләнгән:

1. Инерциаль хисаплама системаларындағы бөтә физик процестар, система торғонлоҡта булһа ла, тура һыҙыҡ буйынса тигеҙ хәрәкәт итһә лә, бер төрлө бара.

2. Вакуумдағы яҡтылыҡ тиҙлеге, ниндәй инерциаль хисаплама системаһында үлсәнеүенә ҡарамаҫтан, бер төрлө булып ҡала һәм яҡтыртҡыс хәрәкәтенә бәйле түгел.

Икенсе принциптың (һәм дөйөм фәнни сәбәплелек принцибының) эҙемтәһе шул: физик есемдәр хәрәкәте һәм мәғлүмәт тапшырыу тиҙлеге яҡтылыҡтың вакуумдағы тиҙлегенән артыҡ була алмай.

Дөйөм сағыштырмалыҡ теорияһы

Дөйөм сағыштырмалыҡ теорияһы — Эйнштейн 1915—1916 йылдарҙа нәшер иткән гравитация теорияһы. Ул махсус сағыштырмалыҡ теорияһының дауамы булып тора. Дөйөм сағыштырмалыҡ теорияһының асылы шунан ғибәрәт: гравитацион эффекттар есемдәрҙең һәм ҡырҙарҙың үҙ-ара көс һалып тәьҫир итешеүенән түгел, ә улар торған арауыҡ-ваҡыттың деформацияланыуынан килеп сыға. Был деформация, атап әйткәндә, масса-энергияның булыуына бәйле.

Дөйөм сағыштырмалыҡ теорияһын башҡа тартылыу теорияларынан арауыҡ-ваҡыт кәкрелеген унда булған материя менән бәйләү өсөн Эйнштейн тигеҙләмәләрен ҡулланыу айырып тора.

Хәҙерге заманда ДСТ — күҙәтеүҙәр менән раҫланған иң уңышлы гравитация теорияһы.

Шулай уҡ ҡарағыҙ

История теории относительности
Принцип эквивалентности сил гравитации и инерции
Эквивалентность массы и энергии
Принцип относительности
Релятивистская механика

Иҫкәрмәләр

↑ Релятивистская физика — раздел физики, изучающий явления, происходящие при движениях со скоростями, сравнимыми со скоростью света.

↑ ^1,0 ^1,1 Относительности теория // Физическая энциклопедия (в 5 томах) / Под редакцией акад. А. М. Прохорова. — М.: Советская Энциклопедия, 1992. — Т. 3. — С. 493—494. — ISBN 5-85270-034-7.
↑ Суворов С. Г. Эйнштейн: становление теории относительности и некоторые гносеологические уроки // Успехи физических наук. — М., 1979. — Т. 128 (июль). — № 3.
↑ ^3,0 ^3,1 Clifford M. Will.
↑ Филипп Ленард О ПРИНЦИПЕ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ, ЭФИРЕ, ТЯГОТЕНИИ 2013 йыл 18 июль архивланған.
↑ Space-Warping White Dwarfs Produce Gravitational Waves
↑ Пресс-релиз на сайте «РосИнвест». 2007 йыл 27 сентябрь архивланған.
↑ Иногда используется название частная теория относительности.

Һылтанмалар

Что такое теория относительности. — Сағыштырмалыҡ теорияһы тураһында һөйләүсе ҡыҫҡа метражлы фәни-популяр фильм. СССР 1964.

[2] Релятивистская физика — раздел физики, изучающий явления, происходящие при движениях со скоростями, сравнимыми со скоростью света.

[FizEnc-1] 1,0 ^1,1 Относительности теория // Физическая энциклопедия (в 5 томах) / Под редакцией акад. А. М. Прохорова. — М.: Советская Энциклопедия, 1992. — Т. 3. — С. 493—494. — ISBN 5-85270-034-7.

[3] Суворов С. Г. Эйнштейн: становление теории относительности и некоторые гносеологические уроки // Успехи физических наук. — М., 1979. — Т. 128 (июль). — № 3.

[Will_2006-4] 3,0 ^3,1 Clifford M. Will.

[5] Филипп Ленард О ПРИНЦИПЕ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ, ЭФИРЕ, ТЯГОТЕНИИ 2013 йыл 18 июль архивланған.

[6] Space-Warping White Dwarfs Produce Gravitational Waves

[7] Пресс-релиз на сайте «РосИнвест». 2007 йыл 27 сентябрь архивланған.

[8] Иногда используется название частная теория относительности.

[1]

[прим. 1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]