Этот сайт лучше всего просматривать в современном браузере с включённым JavaScript.

В чем разница гравитации Эйнштейна и Ньютона?

VyacheslavCzar

Отличия гравитационных теорий Эйнштейна и Ньютона

Гравитация — сила, которая определяет движение планет, удерживает нас на Земле и формирует структуру Вселенной. Хотя Исаак Ньютон и Альберт Эйнштейн предложили теории, объясняющие гравитацию, их подходы существенно различаются.

Гравитация по Ньютону

Ньютон в 1687 году в "Математических началах натуральной философии" предложил Закон всемирного тяготения. Он описывал гравитацию как силу притяжения между двумя массами.

Формула Ньютона такова:

$$ F = G \frac{m_1 m_2}{r²} $$

где:

$F$ — сила притяжения,
$G$ — гравитационная постоянная,
$m_1$ и $m_2$ — массы объектов,
$r$ — расстояние между центрами масс объектов.

Основная идея заключалась в том, что гравитация действует мгновенно на расстоянии.

Теория относительности Эйнштейна

Эйнштейн в 1915 году заменил ньютоновский подход на Общую теорию относительности (ОТО). Согласно Эйнштейну, гравитация – это не сила, а результат искривления пространственно-временного континуума под воздействием массы. Объекты следуют по кратчайшему пути в этом искривленном пространстве.

Уравнение Эйнштейна, описывающее гравитацию, выглядит так:

$$ R{\mu\nu} - \frac{1}{2}g{\mu\nu} R + g{\mu\nu} \Lambda = \frac{8\pi G}{c⁴} T{\mu\nu} $$

где:

$R_{\mu\nu}$ — тензор риччи,
$g_{\mu\nu}$ — метрика пространства-времени,
$R$ — скалярная кривизна,
$\Lambda$ — космологическая постоянная,
$T_{\mu\nu}$ — тензор энергии-импульса,
$c$ — скорость света.

Отличительные эффекты

Предсказания кривизны света: ОТО предсказывает отклонение света вблизи массивных тел, как например, гравитационное линзирование, что не объясняется теорией Ньютона.
Влияние на время: При сильной гравитации время течет медленнее (эффект замедления времени или гравитационное красное смещение), в Ньютоновской теории этого нет.
Гравитационные волны: Общая теория относительности предсказывает существование гравитационных волн, которые были впервые обнаружены только в 2015 году.

Таким образом, гравитация в рамках ОТО не статична и может менять метрику пространства, влияя на распределение масс и энергии. Эти открытия радикально изменили наше понимание гравитации и Вселенной.

Ключевые направления: теория относительности, астрофизика, гравитационное линзирование.

Категория: Физика

Теги: теория относительности, гравитация, астрофизика