- Артикул:00-01056788
- Автор: под ред. Х. Цзю, В. Гоффмана
- Обложка: Твердая обложка
- Издательство: МИР (все книги издательства)
- Город: Москва
- Страниц: 544
- Формат: 84х108 1/32
- Год: 1965
- Вес: 812 г
Развернуть ▼
Репринтное издание
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.
Содержание
Предисловие редактора перевода
Предисловие
Введение (X. Цзю, В. Гоффман)
Теоретические основы общей теории относительности как теории гравитации
Опытные основания общей теории относительности и других теорий тяготения
Проверка теории гравитации на основе экспериментов и наблюдений
Квантование общей теории относительности
Литература
Глава 1. Об экспериментальном базисе общей теории относительности (Р. Дикке)
Экспериментальный и формальный подход к общей теории относительности
Возможности наблюдения орбитального движения планет
Эксперимент Этвеша: эквивалентность инертной и гравитационной масс
Вывод из эксперимента Этвеша: гравитация описывается геодезическими линиями геометрии пространства
Определение единиц измерения; постоянны ли физические «постоянные»?
Вариация инертной массы; «сильный» и «слабый» принципы эквивалентности
Заключение: «знаменитые эффекты»; недостаточное подтверждение теории
Приложение А. Влияние собственной гравитационной энергии на движение планеты
Приложение Б. Ограничение, накладываемое опытом Этвеша на величину сил векторного поля Ли - Янга
Литература
Глава 2. Риманова геометрия (Дж. Андерсон)
Геометрия как экспериментальная наука
Начала геометрии: дифференцируемое многообразие; геометрическая структура
Координаты как удобный способ описания
Ковариантные и контравариантные тензоры
Тензорная алгебра
Тензорные плотности
Дифференцирование тензоров
Аффинная геометрия: понятие ковариантного дифференцирования
Параллельный перенос; геометрический смысл ковариантного дифференцирования
Введение геодезических линий в отсутствие метрики
Метрический тензор
Кривизна в римановой геометрии
Свойства симметрии в геометрии
Литература
Глава 3. Гравитация как геометрия (I): геометрия пространства - времени и геометродинамический стандартный метр (Р. Марцке, Дж. Уилер)
Каков реальный смысл искривленного пустого пространства?
События - точки в пространстве - времени, определенные независимо от координат
Аддитивность расстояний
Перечисление точек упрощается отнесением их к четырем семействам координатных поверхностей
Вопрос о часах и измерительных линейках, состоящих из атомов
Классическая общая теория относительности не должна отражать закономерностей квантовой физики
Вейль и Лоренц
Методика измерений по Марцке
Локально инерциальные системы отсчета
Более общие сравнения
Отношения длин не зависят от пути переноса
Резюме
Конкретное предложение, касающееся введения геометродинамического стандартного метра
Приложение. Критерий того, что совокупность (N + 1) точек определяет N-мерное евклидово пространство
Литература
Глава 4. Гравитация как геометрия (II) (Дж. Уилер)
Различие между допустимой геометрией и произвольной геометрией
Физика как уравнения движения плюс начальные условия
Начальные значения в электродинамике
Внутренняя трехмерная геометрия и внешняя кривизна пространственно-подобной гиперповерхности
Метод формулировки типичных задач общей теории относительности был установлен лишь задним числом
Содержание лекции
Вывод эйнштейновских уравнений поля
Геодезическая как путь, которому соответствует экстремальное собственное время
Квантовая подоплека классического принципа экстремума Уравнения Эйлера - Лагранжа для геодезической линии
Переход к случаю малых скоростей и мира, мало отличающегося от плоского
Связь между 00-компонентой метрики и массой - энергией Векторный характер соответствующего источника в электродинамике
Тензорный характер источника в геометродинамике
Тензор кривизны как аналог электромагнитной напряженности в геометродинамике
Кривизна в случае двумерной и трехмерной сферы
Кривизна расширяющейся Вселенной
Взаимосвязь материи и геометрии
Объем, занимаемый скоплением пробных частиц
Сжатие вещества под действием тяготения
Первый выбор уравнений гравитационного поля неудачен
Тензоры, ковариантные дивергенции которых равны нулю
Выражение Картана для геометрического тензора с равной нулю ковариантной дивергенцией
Понятие момента вращения
Момент вращения может быть определен как скаляр на трехмерном многообразии
Момент вращения оказывается вектором в четырехмерном многообразии
Плотность момента вращения определяет тензор Эйнштейна
Доводы Гильберта в пользу четырех тождеств, связывающих уравнения Эйнштейна
Свобода выбора координат проявляется в метрических коэффициентах
Задача начальных значений в электродинамике и в геометродинамике
Внутренняя геометрия
Внешняя кривизна
Уравнения для начальных значений
Суть уравнений Эйнштейна - в уравнениях для начальных значений
Почему существенна кривизна гиперповерхности?
Приложение к частному случаю геометрии, симметричной во времени
Дальнейшее ограничение случаем сферической симметрии и отсутствия источников
Определение начальной трехмерной геометрии
Неожиданная топология
Диапазон геометродинамики
Нерешенные вопросы, касающиеся расстояния, определенного постоянной Планка
Зависимость угла отклонения от скорости как критерий различения тензорного и векторного полей
Частный случай: отклонение луча света в поле Солнца
Литература
Глава 5. Гравитационные волны (Дж. Вебер)
Возможность гравитационного излучения - нерешенная теоретическая проблема
Волновые решения уравнений Эйнштейна в приближении слабого поля
Поляризация гравитационных волн
Проблема обнаружения гравитационного излучения
Лабораторный детектор гравитационных волн
Земля и Луна как детекторы гравитационных волн
Генерирование гравитационного излучения
Литература
Глава 6. Принцип Маха и эксперименты по анизотропии массы (В. Хьюз)
Принцип Маха и возможная анизотропия инертной массы
Экспериментальная проверка анизотропии массы
Истолкование экспериментов
Литература
Глава 7. Многоликий Мах (Р. Дикке)
Два исторических подхода абсолютное пространство и релятивистское пространство
Упрощенная модель Сиамы, служащая для истолкования принципа Маха
Недостатки общей теории относительности
Каталог полей далекого действия - фермионных полей
Векторные поля далекого радиуса действия
Скалярное поле - некоторые малоизвестные свойства
Тензорное поле - мост между принципом Маха и геометрией
Проявления принципа Маха в случае скалярного поля
Литература
Глава 8. Влияние переменного во времени гравитационного взаимодействия на Солнечную систему (Р. Дикке)
Изменение теории Эйнштейна в соответствии с принципом Маха
Второй тензор в теории гравитации - малообещающее нововведение
Замечательные свойства скалярного поля
Видоизмененные уравнения Эйнштейна, содержащие скалярное поле
Следствие видоизмененной теории: переменная во времени гравитационная «постоянная»
Переменная «константа» G и эволюционный возраст звезд Урановый возраст
Переменная «константа» G и температура Земли в прошлом
Расширяются ли Земля и Луна?
Конвекция в мантии Земли
Аномалии в движении Луны и во вращении Земли
Происхождение неисчезающего магнитного поля Юпитера
Литература
Глава 9. Принципы относительности и роль координат в физике (Дж. Андерсон)
Вопрос о принципе относительности
Две формулировки частного принципа относительности
Общая ковариантность как тривиальное обобщение
Вывод принципа относительности из группы ковариантности согласно критерию Кречмана
Другой подход к принципу относительности; абсолютные и динамические элементы теории
Понятие предпочтительных систем координат
Свойства инвариантности и законы сохранения
Следствия из определения принципа относительности посредством абсолютных и динамических элементов
Абсолютные элементы и свойства симметрии в физике
Литература
Глава 10. Сверхплотные звезды и критическое число нуклонов (Дж. Уилер)
Сверхплотные звезды
Слишком слабая и незаметная?
Неизвестно, приводит ли астрофизическая эволюция к состоянию сверхплотной звезды
Образуются ли они в природе или нет, но сверхплотные звезды - это принципиальная проблема
Каково может быть число нуклонов, если конечное состояние системы равновесное?
Не очень большое А: кусок железа
Первая переломная точка: гравитационные силы больше молекулярных сил в твердом теле
Вторая переломная точка: гравитационные силы больше ядерных
Загадка сверхкритического числа нуклонов
Уравнение состояния
Превращения, вызванные давлением
Пренебрежимо малая роль электрического поля
«Жесткая» сердцевина
Понижение давления?
Критическая масса
Стабильность электронно-железной модели при ле < 1
Нерелятивистский предел
Критическое равновесие при ле = 1
Модель нейтронной звезды в нерелятивистском приближении
Новое свойство, появляющееся в релятивистском пределе
Критические условия для нейтронной модели
Точная теория равновесия
Систематизация всех равновесных состояний по величине плотности в центре
Сравнение результатов точных вычислений с результатами расчетов на основе простых моделей
Обе переломные точки даются одним уравнением состояния
Погрешности и неопределенности
Несжимаемость - неправдоподобно, но интересно
Нерелятивистский случай
Общерелятивистское решение
Уменьшение просвета между состояниями с положительной и отрицательной энергией
Расходимость давления
Критическая масса обязательно должна быть
Два рода критических точек
Неясно, должно ли сохраняться число барионов при весьма высоких давлениях
Литература
Глава II. Гравитация и свет (Дж. Вебер)
Нерелятивистский эффект отклонения светового луча в гравитационном поле
Релятивистское отклонение луча света
Влияние спина фотона
Гравитационное красное смещение
Сравнение теории Максвелла и теории Эйнштейна
Запись теории электромагнетизма в произвольных координатах и геометризация электродинамики
Квантование системы взаимодействующих полей Максвелла-Эйнштейна
Литература
Глава 12. Возможные воздействия на Солнечную систему со стороны ф-волн (если они существуют) (Р. Дикке)
Свойства скалярного поля далекого радиуса действия
Астрономические источники ф-волн
Влияние ф-волн на галактики
Волны ф-поля в Солнечной системе
Загадка неправильностей движения Луны
Не вызывают ли ф-волны землетрясений?
Вариации во вращении Земли - тоже влияние ф-волн?
Литература
Глава 13. Мир Литтлтона - Бонди и равенство зарядов (В. Хьюз)
Вопрос о равенстве зарядов электрона и протона
Следствия возможного различия зарядов
Экспериментальная проверка предполагаемого неравенства зарядов
Истолкование результатов
Литература
Глава 14. Квантование общей теории относительности (Дж. Андерсон)
Историческая перспектива
Необходимость квантования гравитационного поля
Процедура квантования
Гамильтонова формулировка общей теории относительности
Квантовый вариант теории
Концептуальные проблемы квантованной общей теории относительности
Литература
Глава 15. Принцип Маха как граничное условие для уравнений Эйнштейна (Дж. Уилер)
Поиски приемлемой формулировки принципа Маха
Трехмерная геометрия и скорость ее изменения как база для построения общей теории относительности
Замечания о принципе Маха и о вариационном принципе для случая двух гиперповерхностей
Приложение А. Динамика ячеистого мира
Приложение Б. Мир Тауба с точки зрения гравитационного излучения максимальной длины волны
Приложение В. Единственность решения задачи начальных значений в электродинамике и геометродинамике
Литература
Рекомендуем
