Агульная тэорыя адноснасці: ад фундаментальнай навукі да практычных прыкладанням

Спецыяльная і агульная тэорыя адноснасці - адно з найбольш выбітных дасягненняў чалавечай думкі. Яны былі сфармуляваны ў пачатку мінулага стагоддзя і з'явіліся часткамі адзінага прарыву чалавека ў разуменні прыроды навакольнага свету. Аднак паміж імі існуе і паражальнае адрозненне, якое складаецца ў тым, што першая тэорыя, хоць і супярэчыла звычайным уяўленням, была лагічным следствам абагульнення наглядальных фактаў. Агульная тэорыя адноснасці ж зьявілася прадуктам разумовага эксперыменту. Па сутнасці, яна была сапраўдным інтэлектуальным подзвігам яе стваральніка, нямецкага фізіка Альберта Эйнштэйна.

Альберт Эйнштэйн апублікаваў сваю працу, у якой упершыню была сфармуляваная агульная тэорыя адноснасці, ў 1915 годзе. Як і многае ў сучаснай фізіцы, гэтая тэорыя супярэчыць нашым інтуітыўным паданнях аб навакольным свеце. Рэй Динверно сказаў: "Сапраўды, інтэлектуальны скачок, які спатрэбіўся ад Эйнштэйна, каб прыйсці ад спецыяльнай тэорыі адноснасці да агульнай - адзін з найвялікшых у чалавечай гісторыі ...". Сам Эйнштнейн ў лісце калегу прызнаваўся: "Я ніколі не працаваў з такім напругай ... У параўнанні з агульнай тэорыяй адноснасці, першапачатковая тэорыя - гэта дзіцячая гульня ...".

Згодна з спецыяльнай тэорыі адноснасці, прастора і час не з'яўляюцца незалежнымі субстанцыямі. Наадварот, яны з'яўляюцца рознымі праявамі адзінай прасторы-часу. Суадносін паміж часам і прасторавымі каардынатамі розны для сістэм адліку рухаюцца з рознымі хуткасцямі. Гэта, у прыватнасці, прыводзіць у таго што дзве падзеі, уяўныя адначасовымі для аднаго назіральніка, могуць адбыцца ў розныя моманты часу для іншага.

Аднак гэтая тэорыя не обьяснять прыроду сіл прыцягнення. Гэта і зрабіла агульная тэорыя адноснасці. Пастулаты яе, у даданне да асноў спецыяльнай тэорыі, ўтрымлівалі тэзіс аб непарыўнай сувязі матэрыі і прасторы-часу. Яна кажа, што сіла прыцягнення абумоўлена скрыўленнем прасторы, таго, што адбываецца вакол матэрыяльных аб'ектаў. Іншымі словамі, матэрыя паказвае прасторы, як перакрыўляцца, а прастора кажа матэрыі, як рухацца.

Такім чынам, гэтая тэорыя дае скончаную карціну, у якой прастору-час ўтварае тэатр існавання матэрыі, і, з другога боку, матэрыя вызначае яго ўласцівасці.

Агульная тэорыя адноснасці - гэта краевугольны камень фундаментальнай навукі. Нягледзячы на гэта, яна была адзначана Нобелеўскай прэміяй толькі ў 1993 годзе. Яе атрымалі астрафізікі Халз і Тэйлар за тлумачэнне прэцэсіі падвойнага Пульсар - сістэмы, якая складаецца з двух нейтронных зорак. Зусім нядаўна, у 2011 годзе, яшчэ адна Нобелеўская прэмія была ўручана за ўклад гэтай тэорыі ў касмалогію і тлумачэнне пашырэння сусвету.

І хоць яе эфекты мізэрныя на Зямлі і ў калязямной прасторы, у яе ёсць вельмі важныя практычныя прыкладання. Самае, напэўна, галоўнае з іх - гэта сістэмы глабальнага пазіцыянавання, такія, як амерыканская GPS і расійская ГЛОНАСС. Без уліку эфектаў тэорыі адноснасці, гэтыя сістэмы былі б як мінімум на парадак менш дакладнымі. Такім чынам, калі вы - уладальнік тэлефона з сістэмай GPS, то агульная тэорыя адноснасці працуе і на вас.