Факультет

Студентам

Посетителям

Электродинамика и теория тяготения

Общая теория относительности возникла из попыток объяснить явление тяготения.

Закон Кулона о взаимодействии двух зарядов и закон всемирного тяготения, описывающий притяжение двух масс, так похожи друг на друга, что можно было бы ожидать, что теория тяготения могла быть похожей на электродинамику. Однако переходы от поля покоящегося заряда к полю движущегося и от поля покоящейся массы к полю движущейся оказались совершенно не похожими друг на друга. Принцип эквивалентности сделал уравнение тяготения совсем не похожим на уравнение Максвелла. С точки зрения современного теоретика, дело заключается в том, что электромагнитное поле описывается вектором (вектор-потенциал), а поле тяготения — тензором, который определяет геометрию пространства-времени. На языке квантовой механики это означает, что квант электромагнитного поля имеет спин, равный 1, а квант гравитационного поля (если все делать по аналогии) равен 2. Это на первый взгляд небольшое различие имеет очень далекие последствия. Самое главное состоит в том, что электромагнитное поле создается током и зарядом (они также образуют четырехмерный вектор). Само электромагнитное поле не несет с собой заряда, а поэтому оно не создает нового поля. Гравитационное поле создается массой, или, что то же самое, энергией. Говорят, что источником электромагнитного поля является вектор (чегырехмерный) тока, а источником гравитационного поля — тензор энергии и импульса. Из величин, характеризующих электромагнитное поле, нельзя образовать вектора тока; из величин, характеризующих поле гравитационное, можно составить тензор энергии-импульса. Гравитационное поле обладает энергией, а значит, и массой. Следовательно, гравитационное поле должно служить само источником дополнительного гравитационного поля.

В поле электромагнитном существует суперпозиция, поля складываются друг с другом, образуя суммарное общее поле. В достаточно сильном гравитационном поле принципа суперпозиции не существует. Формально отсюда вытекает, что уравнения гравитационного поля оказываются нелинейными. Именно это делает теорию гравитационного поля столь непохожей, на теорию поля электромагнитного.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: