Отдел Физики, Массачусетский Технологический институт, Кембридж, MA 02139, США
(Датировано: 1 апреля 2008, представлено для рассмотрения в «Physical Refuse»)
Был ли Эйнштейн прав? Эта статья дает детальный технический обзор специальной и общей теории относительности Эйнштейна в рамках астрофизической перспективы, включая историческое развитие теорий, экспериментальные результаты, современные приложения к черным дырам, космологии и параллельным вселенным, и, наконец, главное по существу - новые способы выразить семь самых важных уравнений СТО и ОТО.
I. Введение
Спустя более чем столетие после создания специальной [1] и общей [2] теорий относительности Эйнштейна, они остаются чрезвычайно актуальными. Целью этой статьи, написанной для интеграции в учебный план курса 8.0033 МТИ по теории относительности, является представление детального технического обзора СТО и ОТО в рамках астрофизической перспективы. Специфический акцент сделан на историческое развитие обеих теорий, экспериментальные данные и современные приложения типа черных дыр, космологии, вечной инфляции и параллельных вселенных. Представлены новые способы выражения семи наиболее важных уравнений этих теорий, которые наиболее своевременны сегодня [3, 4, 5, 6, 7].
Для того, чтобы результаты восприятия этого технического обзора были максимальными, читателю предлагается петь выделенную жирным шрифтом часть текста на мелодию Yellow Submarine (Желтая Субмарина), причем курсивно выделенный текст следует петь хором, в идеале - в сопровождении гитары профессора Энектали Фигуэроа 1.
II. Специальная относительность
Рёмер мерил скорость света,
Но не очень точно это:
Майкельсон и Морли пишут
Что эфир на ладан дышит!
А Эйнштейна осенила
Относительности милость:
Равномерное движенье -
Вот для физики спасенье!
Все на свете связано со всем, связано со всем, связано со всем.
Да, все на свете связано со всем, ясно это всем, и с этим нет проблем!
По Эйнштейну самолеты
Уплощаются в полете,
В них часы слегка уснули
А лучи чуть изогнулись!
Угол тэта - косинуса суть – нужно изогнуть, со скоростью связать
Ведь все на свете связано со всем, ясно это всем, и с этим нет проблем!
Дафнис с Хлоею сближались
И Лорéнцем измерялись.
Не нашел Лорéнц отличий
В выраженьях милых личек!
Но нужно вычесть импульса квадрат, и препод будет рад, поставит автомат,
Ведь все на свете связано со всем, ясно это всем, и с этим нет проблем!
Стали физики склоняться
С дельта эм побаловаться,
Но под атомным грибом
Стало страшно жить потом!
Бог-Эйнштейн одновременность снял, мгновения разъял, со скоростью связал
Ведь все на свете связано со всем, ясно это всем, и с этим нет проблем!
III. Общая относительность
А Эйнштейн, кто хочет знать,
Дальше стал объединять.
«Идентичны, без сомненья,
Тяготенье с ускореньем!»
Подтвердит вам это каждый
Кто упал, хотя б однажды.
Одинаковый синяк
От падений и от драк!
Общей стала связь всего со всем, без малых квантов тем - почти всего со всем,
Ведь все на свете связано со всем, ясно это всем, и с этим нет проблем!
Если в чёрную дыру
Занесло вас по утру,
Растянувшись, как червяк
Об нее вы быстро – шмяк!
Стивен Хокинг тут как тут –
Испарит за пять минут.
А друзьям невмочь совсем
Заглянуть под пару эм!
Сингулярность всё сравнит со всем, оставит ку и эм, и то лишь только тем,
Кто поверил в связь всего со всем, почти всего со всем, без квантовых проблем!
Вверх – в зенит, и вниз – в надир
Устремлен галактик мир,
Что подальше, то красней
Хаббл закон поставил сей.
Пензиас и Р.Вильсон
Укрепили тот закон.
Мазер Смуту разъяснил –
Кто когда нам свет явил.
Шире стала связь всего со всем, связь нобелевских тем - реликтовый тотем,
Ведь все на свете связано со всем, ясно это всем, и с этим нет проблем!
Выяснять, как мир творился,
С Линде Гут объединился.
И инфляции волна
Стала истинно вольна
Но фрактальный мультиверс2
Вздыбил некоторых шерсть,
И остался интерес -
А вокруг всего что есть?
Но мы верим в связь всего со всем, все связано со всем, связано со всем.
Ведь все на свете связано со всем, ясно это всем, и с этим нет проблем!
Рис. 1: Эйнштейн, размышляющий над своей никогда не изданной теорией относительно Тагора.
(Эта фотография была сделана американским фотографом Мартином Восом в 1930 и опубликована в 1930 без уведомления авторского права.)
Благодарности:
Мы благодарим Анжелику де Оливер-Коста, Бетси Девин, Энектали Фигуероа и Франка Вилкзека за полезные, ободрительные и оскорбительные комментарии относительно более раннего проекта рукописи. Эта работа не поддерживалась грантами НАСА NAG5-11099 и NNG06GC55G, грантом NSF AST-0134999 и 0607597, Kaвли Фондом, и дружески поддерживалась Фондом Дэвида и Лакайл Пакард и Исследовательской Корпорацией.
Ссылки:
[1] A. Einstein, Annalen Der Physik, 17, 891 (1905)
[2] A. Einstein, Annalen der Physik, 49, 284 (1916)
[3] D. Scott and A. Frolop, astro-ph/0703783 (2006)
[4] D. Scott and A. Frolop, astro-ph/0703783 (2007)
[5] D. Scott and A. Frolop, arXiv:0803.4378 [astro-ph] (2008)
[6] R. Follop, A. Rassat, A. Cooray, and F. Abdalla, astro-ph/0703806 (2007)
[7] J. Miralda-Escude, astro-ph/0703774 (2007)
*Перевод просмотрен и одобрен авторми - Ш.П.Совьяр-Капету (в оригинале подписавшейся псевдонимом Flora Lopis) и М.Тегмарком, а также А.Линде, П.Амнуэлем, С.Поповым, А.Костериным и Л.Ильичевым, внесшим одну ритмосообразную правку.
1 Пример этого приведен в http://www.youtube.com/watch?v=5PkLLXhONvQ
2 C согласия авторов отметим, что идея физического мультиверса принадлежит американскому физику Х.Эверетту.
Главная