Мартин Гарднер - Теория относительности для миллионов

• Название: Теория относительности для миллионов
• Автор: Мартин Гарднер
• Издательство: "Атомиздат"
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 1967

Книга Гарднера — это популярное изложение специальной и общей теории относительности, действительно рассчитанное на миллионы читателей.

Увлекательно и доступно написанная, она будет понятна всем, начиная со школьников старших классов. Особо следует отметить прекрасные иллюстрации. Благодаря им книга похожа на альбом под названием «Теория относительности в картинках».

Впрочем, именно такой и должна быть популярная книга.

---

Мысленный опыт — опыт, который можно только мысленно представить, но не выполнить в действительности.

Неевклидова геометрия — геометрия, в которой один или несколько постулатов Евклида заменены другими постулатами.

Нулевое g — нулевое тяготение, состояние невесомости в пространстве вдали от материальных тел или внутри космического корабля, находящегося в состоянии свободного падения.

Общая теория относительности — вторая (общая) теория относительности Эйнштейна, обобщающая его специальную теорию так, что в нее включаются ускоренное двиукение, тяготение и инерция.

Оптический горизонт — предельная сфера (в расширяющейся Вселенной), которая может быть достигнута с помощью идеальных телескопов; за этим пределом галактики двигались бы от наблюдателя со скоростью, равной или большей скорости света.

Опыт Кеннеди — Торндайка — повторение опыта Майкельсона — Морли с использованием прибора, имеющего плечи разной длины.

Опыт Майкельсона — Морли — знаменитый опыт, доказавший отсутствие эфирного ветра при движении Земли в пространстве.

Осциллирующая Вселенная — вселенная, которая попеременно то расширяется, то сжимается.

Отрицательная масса — гипотетическое свойство тела, которое, если оно существует, приводило бы к тому, что это тело двигалось в направлении, противоположном направлению действующей на него силы.

Отрицательное ускорение — уменьшение скорости.

Парадокс близнецов — парадокс часов, примененный к гипотетической паре близнецов. Один из близнецов отправляется в путешествие в пространство с большой скоростью; относительно инерциальной системы Земли процесс его старения замедляется, и при возвращении на Землю он оказывается моложе своего брата, остававшегося на Земле.

Парадокс Олберса — удивительный расчет, показывающий, что если галактики равномерно распределены в пространстве, а Вселенная бесконечна во времени и пространстве и не расширяется, то все небо должно всегда сиять ярче Солнца.

Парадокс часов — поразительное утверждение теории относительности, что двое синхронизованных часов могут быть удалены друг от друга, а затем сведены вместе таким образом, что они уже не будут показывать одинаковое время, хотя и те и другие часы идут точно.

Постулат — положение, принятое без доказательства, которое составляет основу логической системы. Иногда называется аксиомой.

Принцип Маха — теория, считающая, что инерция обусловлена ускоренным движением тела по отношению ко всем материальным телам Вселенной.

Принцип эквивалентности — утверждение, составляющее основу общей теории относительности, что тяготение и инерция являются двумя различными способами рассмотрения по существу одних и тех же явлений.

Пространство — время — четырехмерная система координат в теории относительности.

Пространственно-временной интервал — расстояние между двумя событиями, измеряемое в пространстве — времени.

Пространственно-временная структура — геометрическая структура пространства — времени.

Свет — видимая часть электромагнитного спектра.

Свободное падение — движение тела под действием только сил тяготения.

Сигнал — любая цепь причинносвязанных событий, происходящих на разных телах.

Система отсчета — система координат, которая предполагается неподвижной и относительно которой производятся измерения времени, движения, длины, массы и т. д.

Сохранение массы — энергии — утверждение, что полное количество массы — энергии во Вселенной не может ни уменьшаться, ни увеличиваться.

Специальная теория относительности — первая теория относительности Эйнштейна, в которой шла речь только о наблюдателях в инерциальных системах отсчета.

Теория единого поля — теория, еще не получившая удовлетворительного развития, в которой тяготение и электромагнетизм объединены в единой системе уравнений.

Теория устойчивого состояния — теория, в которой считается, что мир во времени не имеет ни начала, ни конца, но поддерживается в «устойчивом состоянии» благодаря тому, что непрерывно создается новая материя, которая заменяет материю, уходящую в бесконечность в результате расширения Вселенной.

Топология — грубо говоря, изучение свойств фигуры, которые не изменяются при ее непрерывной деформации.

Ускорение — изменение скорости или направления (или и того и другого) движущегося тела.

Центробежная сила — сила инерции, которая принуждает тело или части тела двигаться от центра вращения.

Цилиндрическая Вселенная — первая модель Вселенной Альберта Эйнштейна. В ней пространство имеет положительную кривизну, временная координата прямая.

Четвертое измерение — любая четвертая координата в системе координат. В теории относительности в качестве четвертой координаты удобно рассматривать время.

Электромагнитная волна — излучение, испускаемое при колебаниях электрического заряда. Оно проходит через пустое пространство с постоянной относительно равномерно движущегося наблюдателя скоростью независимо от скорости своего источника или скорости наблюдателя.

Электромагнитный спектр — полный интервал электромагнитных излучений, от волн очень большой длины до волн очень малой длины.

Эллиптическая геометрия — неевклидова геометрия, в которой на плоскости через данную точку, расположенную вне данной прямой, не может быть проведено ни одной линии, параллельной этой прямой.

Эфир — вещество, которое, как считали физики девятнадцатого века, заполняет все пространство и служит средой для распространения электромагнитных волн.

Эфирный ветер — движение эфира мимо движущегося в нем тела.

Хронология

1879 г. — Рождение Альберта Эйнштейна (14 марта) в Ульме (Германия).

1881 г. — Альберт Майкельсон осуществляет первую попытку зарегистрировать эфирный ветер.

1887 г. — В опыте Майкельсона — Морли не обнаружен эфирный ветер.

1893 г. — Г. А. Лоренц публикует первую теорию сокращения, объясняющую результат опыта Майкельсона — Морли.

1905 г. — Эйнштейн публикует специальную теорию относительности.

1908 г. — Роланд фон Этвёш выполняет поразительно точные опыты, доказывающие, что инертная масса пропорциональна гравитационной массе. Герман Минковский читает свою знаменитую лекцию о пространстве и времени как «теневых изображениях» пространства — времени.

1911 г. — Эйнштейн предлагает, чтобы во время полного затмения Солнца был поставлен опыт по проверке отклонения светового луча от звезды силой тяготения.

1916 г. — Эйнштейн завершает работу над общей теорией относительности.

1917 г. — Эйнштейн предлагает модель «цилиндрической Вселенной». Начало современной космологии.

1919 г. — Артур Эддинттон возглавляет экспедицию в Африку для наблюдения солнечного затмения; измерения подтверждают предсказания Эйнштейна о действии тяготения на световой луч от звезды.

1932 г. — Кеннеди и Торндайк повторяют опыт Майкельсона — Морли таким образом, что опровергают первоначальную теорию сокращения Лоренца.

1942 г. — Энрико Ферми с сотрудниками впервые получают самоподдерживающуюся цепную ядерную реакцию. Масса переходит в энергию в согласии с формулой Эйнштейна. Начинается атомный век.

1955 г. — Смерть Эйнштейна (18 апреля) в Принстоне, шт. Нью-Джерси (США).

1958 г. — Рудольф Мёссбауэр открывает «эффект Мёссбауэра», на основании которого вскоре был поставлен опыт, подтвердивший предсказание Эйнштейна о том, что время замедляется под действием тяготения.

Примечания

1

Персонаж сказки Льюиса Кэррола «Алиса в Зазеркалье». — Прим. перев.

2

Это предложение было высказано Максвеллом в статье «Эфир» для девятого издания Британской Энциклопедии.

3

В оригинале непереводимая игра слов. По-английски twist (читается твист) переводится и как «изменение», и как твист (название танца). — Прим. перев.

4

Уже после написания книги, в 1962 г., было сообщено о самых последних и самых точных измерениях величины красного сдвига в спектре Солнца. Бламонт и Родье в Медонской обсерватории (Франция), использовав совершенно новый метод, измерили красный сдвиг одной из линий поглощения стронция. Измеренная величина сдвига оказалась настолько близкой к предсказываемой общей теорией относительности, что впервые стало возможным говорить о действительно очень хорошем подтверждении теории.