Особенности живого, Принцип эквивалентности и общая теория относительности - Основы естественно-научных знаний

Живая система - совокупность взаимодействующих элементов, которая образует целостный объект, имеющий новые качества, не свойственный входящим в систему элементам. Живыми системами являются и отдельные клетки, и различные такни, и органы тела, и биологические виды и их сообщества, целые экосистемы.

Живым системам присущи черты:

Единство химического состава

Обмен веществ

Самовоспроизведение или репродукция

Наследственность

Изменчивость

Развитие и рост

Раздражимость

Дискретность и целостность

Самоорганизация

Принцип эквивалентности и общая теория относительности

Принцип эквивалентности подразделяется на:

Инертная и гравитационная массы. Массу тела можно определить путем измерения испытываемого телом ускорения под действием известной силы:

Мин = F/a

Определяемая таким путем масса, обозначаемая Мин, известная под названием инертной массы. Замечательно, что инертные массы всех тел в пределах точности измерений пропорциональны их гравитационным массам.

Принцип эквивалентности. Ни разу не было обнаружено никакого различия между инертной и гравитационной массами тела. Действия ускоренного движения и силы тяжести полностью взаимно уничтожаются. Наблюдатель, сидящий в закрытом лифте и регистрирующий силы, представляющие ему гравитационными, не может сказать, какая доля этих сил обусловлена ускорением и какая - действительными гравитационными силами. Он вообще не обнаружил никаких сил, если только на лифт не подействуют какие-либо другие силы. Постулированный принцип эквивалентности требует, в частности, чтобы отношение инертных масс к гравитационным удовлетворяло тождеству:

Мин/Мгр = 1

Поиски математических следствий принципа эквивалентности приводят к общей теории относительности. Общая теория относительности - геометрическая теория тяготения, опубликованная Альбертом Эйнштейном в 1915--1916 годах. В рамках этой теории, являющейся дальнейшим развитием специальной теории относительности, постулируется, что гравитационные эффекты обусловлены не силовым взаимодействием тел и полей, находящихся в пространстве-времени, а деформацией самого пространства-времени, которая связана, в частности, с присутствием массы-энергии. Таким образом, в ОТО гравитация не является силовым взаимодействием. Общая теория относительности отличается от других метрических теорий тяготения использованием уравнений Эйнштейна для связи кривизны пространства-времени с присутствующей в пространстве материей. ОТО до настоящее времени является самой успешной гравитационной теорией, хорошо подтвержденной наблюдениями. Первый успех общей теории относительности состоял в объяснении аномальной прецессии перигелия Меркурия. Затем Артур Эддингтон сообщил о наблюдении отклонения света вблизи Солнца в момент полного затмения, что подтвердило предсказания общей теории относительности. С тех пор многие другие наблюдения и эксперименты подтвердили значительное количество предсказаний теории, включая гравитационное замедление времени, гравитационное красное смещение, задержку сигнала в гравитационном поле и, пока лишь косвенно, гравитационное излучение. Кроме того, многочисленные наблюдения интерпретируются как подтверждения одного из самых таинственных и экзотических предсказаний общей теории относительности -- существования черных дыр. Несмотря на успех общей теории относительности, в научном сообществе существует дискомфорт, связанный с тем, что ее не удается переформулировать как классический предел квантовой теории из-за появления неустранимых математических расходимостей при рассмотрении черных дыр и вообще сингулярностей пространства-времени. Для решения этой проблемы был предложен ряд альтернативных теорий.

Вероятностный характер законом биологии

Влияние тяготения на свойства пространства и времени

Похожие статьи




Особенности живого, Принцип эквивалентности и общая теория относительности - Основы естественно-научных знаний

Предыдущая | Следующая