Гравитация и относительность
Автор(ы): | ред. X. Цзю, В. Гоффман
14.09.2009
|
Год изд.: | 1965 |
Описание: | Настоящая книга представляет собой коллективную монографию, написанную крупнейшими зарубежными специалистами по гравитационной физике. В книге отражены современное состояние и достижения теории гравитации, проведен анализ имеющихся данных и наблюдений и, что особенно интересно, подробно обсуждаются возможности экспериментальной проверки выводов теории (в частности, о гравитационных волнах и квантовой теории гравитации). Затрагиваются астрофизические проблемы (модели Вселенной, сверхновые звезды и т.д.). По характеру изложения книга доступна широкому кругу физиков-теоретиков и экспериментаторов, астрофизиков и математиков, интересующихся новейшими достижениями гравитационной физики. |
Оглавление: |
Предисловие редактора перевода [5] Предисловие [13] Введение (X. Цзю, В. Гоффман) [15] Теоретические основы общей теории относительности как теории гравитации [16] Опытные основания общей теории относительности и других теорий тяготения [25] Проверка теории гравитации на основе экспериментов и наблюдений [28] Квантование общей теории относительности [46] Литература [46] Глава 1. Об экспериментальном базисе общей теории относительности (Р. Дакке) [49] Экспериментальный и формальный подход к общей теории относительности [49] Возможности наблюдения орбитального движения планет [50] Эксперимент Этвёша: эквивалентность инертной и гравитационной масс [56] Вывод из эксперимента Этвёша: гравитация описывается геодезическими линиями геометрии пространства [58] Определение единиц измерения; постоянны ли физические «постоянные»? [63] Вариация инертной массы; «сильный» и «слабый» принципы эквивалентности [65] Заключение: «знаменитые эффекты»; недостаточное подтверждение теории [69] Приложение А. Влияние собственной гравитационной энергии на движение планеты [70] Приложение Б. Ограничение, накладываемое опытом Этвёша на величину сил векторного поля Ли-Янга [71] Литература [72] Глава 2. Риманова геометрия (Дж. Андерсон) [73] Геометрия как экспериментальная наука [73] Начала геометрии: дифференцируемое многообразие; геометрическая структура [75] Координаты как удобный способ описания [76] Ковариантные и контравариантные тензоры [78] Тензорная алгебра [80] Тензорные плотности [82] Дифференцирование тензоров [84] Аффинная геометрия: понятие ковариантного дифференцирования [86] Параллельный перенос; геометрический смысл ковариантного дифференцирования [88] Введение геодезических линий в отсутствие метрики [90] Метрический тензор [94] Кривизна в римановой геометрии [98] Свойства симметрии в геометрии [100] Литература [106] Глава 3. Гравитация как геометрия (I): геометрия пространства — времени и геометродинамический стандартный метр (Р. Марцке, Дж. Уилер) [107] Каков реальный смысл искривленного пустого пространства? [107] События — точки в пространстве — времени, определенные независимо от координат [110] Аддитивность расстояний [112] Перечисление точек упрощается отнесением их к четырем семействам координатных поверхностей [112] Вопрос о часах и измерительных линейках, состоящих из атомов [115] Классическая общая теория относительности не должна отражать закономерностей квантовой физики [118] Вейль и Лоренц [118] Методика измерений по Марцке [119] Локально инерциальные системы отсчета [124] Более общие сравнения [129] Отношения длин не зависят от пути переноса [132] Резюме [136] Конкретное предложение, касающееся введения геометро-динамического стандартного метра [137] Приложение. Критерий того, что совокупность (N+1) точек определяет N-мерное евклидово пространство [138] Литература [140] Глава 4. Гравитация как геометрия (II) (Дж. Уилер) [141] Различие между допустимой геометрией и произвольной геометрией [141] Физика как уравнения движения плюс начальные условия [142] Начальные значения в электродинамике [143] Внутренняя трехмерная геометрия и внешняя кривизна про-странственноподобной гиперповерхности [144] Метод формулировки типичных задач общей теории относительности был установлен лишь задним числом [144] Содержание лекции [145] Вывод эйнштейновских уравнений поля [145] Геодезическая как путь, которому соответствует экстремальное собственное время [147] Квантовая подоплека классического принципа экстремума [148] Уравнения Эйлера—Лагранжа для геодезической линии [150] Переход к случаю малых скоростей и мира, мало отличающегося от плоского [151] Связь между 00-компонентой метрики и массой — энергией [152] Векторный характер соответствующего источника в электродинамике [152] Тензорный характер источника в геометродинамике [154] Тензор кривизны как аналог электромагнитной напряженности в геометродинамике [156] Кривизна в случае двумерной и трехмерной сферы [157] Кривизна расширяющейся Вселенной [158] Взаимосвязь материи и геометрии [158] Объем, занимаемый скоплением пробных частиц [159] Сжатие вещества под действием тяготения [160] Первый выбор уравнений гравитационного поля неудачен [161] Тензоры, ковариантные дивергенции которых равны нулю [161] Выражение Картана для геометрического тензора с равной нулю ковариантной дивергенцией [162] Понятие момента вращения [163] Момент вращения может быть определен как скаляр на трехмерном многообразии [164] Момент вращения оказывается вектором в четырехмерном многообразии [164] Плотность момента вращения определяет тензор Эйнштейна [165] Доводы Гильберта в пользу четырех тождеств, связывающих уравнения Эйнштейна [166] Свобода выбора координат проявляется в метрических коэффициентах [167] Задача начальных значений в электродинамике и в геометродинамике [168] Внутренняя геометрия [168] Внешняя кривизна [169] Уравнения для начальных значений [170] Суть уравнений Эйнштейна — в уравнениях для начальных значений [170] Почему существенна кривизна гиперповерхности? [171] Приложение к частному случаю геометрии, симметричной во времени [171] Дальнейшее ограничение случаем сферической симметрии и отсутствия источников [172] Определение начальной трехмерной геометрии [172] Неожиданная топология [173] Диапазон геометродинамики [174] Нерешенные вопросы, касающиеся расстояния, определенного постоянной Планка [175] Зависимость угла отклонения от скорости как критерий различения тензорного и векторного полей [175] Частный случай: отклонение луча света в поле Солнца [176] Литература [177] Глава 5. Гравитационные волны (Дж. Вебер) [179] Возможность гравитационного излучения — нерешенная теоретическая проблема [179] Волновые решения уравнений Эйнштейна в приближении слабого поля [182] Поляризация гравитационных волн [184] Проблема обнаружения гравитационного излучения [189] Лабораторный детектор гравитационных волн [192] Земля и Луна как детекторы гравитационных волн [197] Генерирование гравитационного излучения [199] Литература [201] Глава 6. Принцип Маха и эксперименты по анизотропии массы (В. Хьюз) [202] Принцип Маха и возможная анизотропия инертной массы [202] Экспериментальная проверка анизотропии массы [207] Истолкование экспериментов [218] Литература [219] Глава 7. Многоликий Мах (Р. Дикке) [221] Два исторических подхода абсолютное пространство и релятивистское пространство [221] Упрощенная модель Сиамы, служащая для истолкования принципа Маха [226] Недостатки общей теории относительности [230] Каталог полей далекого действия — фермионных полей [231] Векторные поля далекого радиуса действия [233] Скалярное поле — некоторые малоизвестные свойства [236] Тензорное поле — мост между принципом Маха и геометрией [240] Проявления принципа Маха в случае скалярного поля [244] Литература [249] Глава 8. Влияние переменного во времени гравитационного взаимодействия на Солнечную систему (Р. Дикке) [251] Изменение теории Эйнштейна в соответствии с принципом Маха [251] Второй тензор в теории гравитации — малообещающее нововведение [253] Замечательные свойства скалярного поля [254] Видоизмененные уравнения Эйнштейна, содержащие скалярное поле [258] Следствие видоизмененной теории: переменная во времени гравитационная «постоянная» [260] Переменная «константа» G и эволюционный возраст звезд [261] Урановый возраст [271] Переменная «константа» G и температура Земли в прошлом [274] Расширяются ли Земля и Луна? [276] Конвекция в мантии Земли [280] Аномалии в движении Луны и во вращении Земли [285] Происхождение неисчезающего магнитного поля Юпитера [290] Литература [294] Глава 9. Принципы относительности и роль координат в физике (Дж. Андерсон) [295] Вопрос о принципе относительности [295] Две формулировки частного принципа относительности [297] Общая ковариантность как тривиальное обобщение [305] Вывод принципа относительности из группы ковариантности согласно критерию Кречмана [308] Другой подход к принципу относительности; абсолютные и динамические элементы теории [310] Понятие предпочтительных систем координат [315] Свойства инвариантности и законы сохранения [316] Следствия из определения принципа относительности посредством абсолютных и динамических элементов [320] Абсолютные элементы и свойства симметрии в физике [323] Литература [324] Глава 10. Сверхплотные звезды и критическое число нуклонов (Дж. Уилер) [325] Сверхплотные звезды [325] Слишком слабая и незаметная? [325] Неизвестно, приводит ли астрофизическая эволюция к состоянию сверхплотной звезды [326] Образуются ли они в природе или нет, но сверхплотные звезды — это принципиальная проблема [327] Каково может быть число нуклонов, если конечное состояние системы равновесное? [327] Не очень большое А: кусок железа [328] Первая переломная точка: гравитационные силы больше молекулярных сил в твердом теле [329] Вторая переломная точка: гравитационные силы больше ядерных [330] Загадка сверхкритического числа нуклонов [330] Уравнение состояния [330] Превращения, вызванные давлением [332] Пренебрежимо малая роль электрического поля [335] «Жесткая» сердцевина [336] Понижение давления? [338] Критическая масса [341] Стабильность электронно-железной модели при (?)<1 [345] Нерелятивистский предел [347] Критическое равновесие при (?)=1 [348] Модель нейтронной звезды в нерелятивистском приближении [348] Новое свойство, появляющееся в релятивистском пределе [350] Критические условия для нейтронной модели [351] Точная теория равновесия [351] Систематизация всех равновесных состояний по величине плотности в центре [352] Сравнение результатов точных вычислений с результатами расчетов на основе простых моделей [356] Обе переломные точки даются одним уравнением состояния [357] Погрешности и неопределенности [361] Несжимаемость — неправдоподобно, но интересно [362] Нерелятивистский случай [363] Общерелятивистское решение [364] Уменьшение просвета между состояниями с положительной и отрицательной энергией [366] Расходимость давления [368] Критическая масса обязательно должна быть [370] Два рода критических точек [370] Неясно, должно ли сохраняться число барионов при весьма высоких давлениях [372] Литература [372] Глава 11. Гравитация и свет (Дж. Вебер) [374] Нерелятивистский эффект отклонения светового луча в гравитационном поле [374] Релятивистское отклонение луча света [375] Влияние спина фотона [377] Гравитационное красное смещение [377] Сравнение теории Максвелла и теории Эйнштейна [379] Запись теории электромагнетизма в произвольных координатах и геометризация электродинамики [382] Квантование системы взаимодействующих полей Максвелла—Эйнштейна [385] Литература [387] Глава 12. Возможные воздействия на Солнечную систему со стороны Ф-волн (если они существуют) (Р. Дикке) [388] Свойства скалярного поля далекого радиуса действия [388] Астрономические источники ф-волн [391] Влияние ф-волн на галактики [394] Волны ф-поля в Солнечной системе [397] Загадка неправильностей движения Луны [400] Не вызывают ли ф-волны землетрясений? [403] Вариации во вращении Земли — тоже влияние ф-волн? [407] Литература [409] Глава 13. Мир Литтлтона — Бонди и равенство зарядов (В. Хьюз) [410] Вопрос о равенстве зарядов электрона и протона [410] Следствия возможного различия зарядов [411] Экспериментальная проверка предполагаемого неравенства зарядов [418] Истолкование результатов [431] Литература [434] Глава 14. Квантование общей теории относительности (Дж. Андерсон) [435] Историческая перспектива [435] Необходимость квантования гравитационного поля [437] Процедура квантования [439] Гамильтонова формулировка общей теории относительности [440] Квантовый вариант теории [450] Концептуальные проблемы квантованной общей теории относительности [461] Литература [467] Глава 15. Принцип Маха как граничное условие для уравнений Эйнштейна (Дж. Уилер) [468] Поиски приемлемой формулировки принципа Маха [468] Трехмерная геометрия и скорость ее изменения как база для построения общей теории относительности [485] Замечания о принципе Маха и о вариационном принципе для случая двух гиперповерхностей [516] Приложение А. Динамика ячеистого мира [530] Приложение Б. Мир Тауба с точки зрения гравитационного излучения максимальной длины волны [531] Приложение В. Единственность решения задачи начальных значений в электродинамике и геометродинамике [534] Литература[535] |
Формат: | djvu |
Размер: | 7452896 байт |
Язык: | РУС |
Рейтинг: | 152 |
Открыть: | Ссылка (RU) |