Анатолий Трутнев: Новый сборник статей по физике пространства. Наука будущего

где l – длина тела в движущейся системе отсчета со скоростью v по отношению к покоящейся системе отсчета.

l o – длина тела в покоящейся системе отсчета.

Время же в движущейся системе будет, наоборот, течь медленнее, чем в покоящейся системе, по формуле:

где t – время, текущее в движущейся системе отсчета.

t o – время, текущее в покоящейся системе.

И только единое четырехмерное пространство – время обнаруживается, как абсолютная величина, которая выражается в, так называемом, пространственно-временном интервале (s), по формуле

Главным теоретическим следствием СТ О Эйнштейна является новое понимание массы и энергии физических тел и их систем. Масса в ней определяется энергией тела, а не через силу и ускорение как в механике Ньютона, по формуле:

E = mc 2

В СТО также раскрывается возможность превращения энергии покоя в другие виды энергии, здесь закон сохранения массы и закон сохранения энергии объединяются в единый закон сохранения массы – энергии.

Специальная теория относительности получила широкое экспериментальное подтверждение и многие её следствия используются на практике. В настоящее время она является краеугольным камнем современной физики, занимает свою область применения. В ней не учитывается гравитационное воздействие на хотя как и всякая теория она пространство – время, поэтому ее выводы применимы для локальных участков пространства —времени, а в масштабах Вселенной они не приемлемы. Для описания Вселенной используются общая теория относительности (ОТО). – геометрическая теория гравитации,

Главное различие этих теорий заключается в том, что в СТО связаны воедино пространство и время (пространство – время), а в ОТО установлена триединая связь: пространство – время – масса.

В СТО пространство-время рассматривается плоским, имеющим нулевой тензор кривизны, а в ОТ О оно искривлено, с тензором кривизны больше нуля. В ОТ О гравитационный эффект обусловлен не силовым взаимодействием тел и полей, находящихся в пространстве – времени, а деформацией самого пространства, – времени, которая связана с присутствием в ней массы.

В настоящее время построено много альтернативных ОТО теорий, Это гравитации – теория струн, петлевая квантовая гравитация, теория мембран, которые позволяют квантовать гравитацию, но все они обладают существенным недостатками, которые не позволяют считать их физическими теориями [3].

В отличие от них ОТО завершенная физическая теория, предсказания которой подтверждены наблюдениями и экспериментами, включающие в себя гравитационное замедление времени, гравитационное красное смещение, задержание сигнала в гравитационном поле [1]. С помощью ОТО объяснены аномальная прецессия перигелия Меркурия и причины отклонения лучей света в гравитационном поле Солнца.

Несмотря на всеобщее признание и ошеломляющий успех, общая теория относительности, как и всякая физическая теория имеет свою область применения и, по мнению, многих физиков [4] имеет существенные недостатки.

Основным из них считается нарушение главного закона физики – закона сохранения энергии. Дело в том, что, с точки зрения математической физики, в ОТО из-за неоднородности времени закон сохранения энергии является следствием уравнений Эйнштейна и может быть выражен только локально по формуле:

где точка с запятой обозначает взятие ковариантной производной.

Переход от него к глобальному закону невозможен, потому что в ОТО нет величины эквивалентной энергии, чтобы интегрировать от неё сохранялся при движении по времени Это видно, если переписать выше приведенное уравнение в следующем виде:

Но в искривленном пространстве, где второй член не равен нулю данное выражение не может представлять закон сохранения энергии. В тоже время ряд физиков считает [2], что в полную энергию, кроме энергии материи, можно включать и энергию гравитационного поля. Тогда соответствующий закон сохранения можно записать в следующем виде: