質問:
アインシュタインが一般相対性理論を発展させたのはなぜですか?
Bhagwad Jal Park
2016-03-17 01:41:26 UTC
view on stackexchange narkive permalink

最終的にGRが実験によって検証されたことを私は知っています。しかし、当時、ニュートンの重力の決定的な欠陥を指摘する実験的な不一致があり、それがアインシュタインに「うーん...あなたは何を知っていますか?ニュートンの重力は正しくありえない」と言ったのかどうか知りたいです。何ができるか見てみましょう。」

ニュートンの重力は距離を置いた瞬間的な行動を想定していたため、SRはニュートンの重力と矛盾することを読みました。しかし、確かに私たちはすべてを正しく投げる必要はありませんか?つまり、ニュートン理論を簡単に修正して、重力の作用が光の速度で伝わると言うことができます。時間成分を導入し、それを含む方程式を作成して、みんなが幸せになるようにします。

ニュートン重力への時間遅延アプローチは実験と矛盾していますが、どの実験を正確に知っていますか?そして、それらの実験はアインシュタインがGRを作成する前に行われたのですか?

マーキュリーのペリヘリオンの前進が問題であったことは知っていますが、物理学者がそれだけに基づいてニュートンの力学を捨てる準備ができているとは聞いていません。確かに、アインシュタインが水星に触発されてGRを開発したことを読んだことはありません...

長年の確立された理論の矛盾を解決するための本能的で最初のアプローチは、次のようになると思います。うまくいくものを試して微調整します。テーブル全体を喜んで投げてゼロから始めるだけではありません。

または、アインシュタインにはGRを開発する確固たる理由がまったくありませんでしたか?彼はキックのために自分のことをしているだけで、ニュートンの重力と実験の間の既存の実験的な矛盾を実際に解決しようとはしていませんでしたか?

三 答え:
Conifold
2016-03-17 03:14:13 UTC
view on stackexchange narkive permalink

有限速度が光速である場合、有限速度で広がるようにニュートン重力を「単に変更する」ことは機能しません。 Laplace in his Celestial Mechanics(1799)が試みたところ、伝播速度が$ 7×10 ^ 6でない限り、惑星はすぐに軌道から飛び出し、太陽系は数秒で崩壊することがわかりました。光速の$倍。これは、伝達の遅延による引力の方向の収差によるものです。コンピュータでの一般相対性理論とニュートン力学の解決を参照してください。

より洗練された修正はモッソッティの電磁重力仮説:電気引力と斥力は正確にバランスが取れておらず、違いは重力です。 1864-72年、Seegers、Scheibner、Tisserandは、ウェーバーの電気力学からインポートされたニュートンの法則に速度と加速度に依存する補正を適用して、水星の近日点の歳差運動を実験しました。 1900年頃、アインシュタインの特殊相対性理論の先駆者であるローレンツは、マクスウェル電気力学の下で、補正がラプラスが想定した$ v / c $ではなく$ v ^ 2 / c ^ 2 $のオーダーであるため、ラプラシアン収差の問題が排除されることを示しました。一定の相対速度で移動する質量間の引力は、常に他の質量の瞬間的な位置に向かっています。ポアンカレが1905年に指摘したように、伝達遅延の影響を一次までキャンセルするのは、マクスウェル電気力学のローレンツ不変性です。一般相対性理論に貢献した19世紀の発展は何ですか?

しかし、ローレンツの理論も機能しませんでした。今回は、水星の近日点が原因でした。ポアンカレはScienceand Method(1908)で、マーキュリーのペリヘリオンに7 "の前進を与えたと述べました(当時受け入れられていた値は38"、現代の値は43 ")が、次のように書いています。新しいダイナミクスを支持する議論として、マーキュリーに関連する異常の大部分の別の説明を探さなければならないので、それでもそれに対する議論と見なすことはできません。 "Seeligerは1906年の残りの部分については、その場限りの太陽コロナの説明があり、一部の天文学者はこれを受け入れましたが、アインシュタインもローレンツとポアンカレもそれを真剣に受け止めていませんでした。 em>現在、私は重力の法則の相対論的分析に取り組んでいます。それによって、マーキュリーのペリヘリオンにおけるまだ説明されていない経年変化を説明したいと思っています。 "機械科学におけるマッハの発言のいくつかはおそらく効果は相対論的であると彼に信じさせた。元のバージョンo彼の新しい重力理論、いわゆる「Entwurf」理論では、アインシュタインとグロスマンは1913年に開発し、最初に歳差運動を間違った方向に予測し、次に45インチではなく18インチを予測しました。これが、アインシュタインが現在一般相対性理論と呼んでいるものを支持してそれを放棄した理由の1つでした。 1912年にMieとNordströmによって提案された代替の相対論的重力理論は、近日点でそれほどうまくいきませんでしたし、アインシュタインのより哲学的な不変性の要件も満たしていませんでした。詳細については、アインシュタインを水星の異常な歳差運動に惹きつけた理由

をご覧ください。

ニュートンの重力に対する補正は、一般相対性理論では$ v ^ 4 / c ^ 4 $のオーダーであり、後から考えると、ニュートンの重力が非常にうまく機能した理由を説明しています。そして最終的には、アインシュタインが一般共変性要件に変形したマッハの原理に関連する哲学的考察とともに、水星の近日点がそれを取り下げました。詳細については、KevinBrownの著書ReflectionsonRelativityの Concquering thePerihelionの章をご覧ください。

リンク付きのよく考えられた包括的な返信をありがとう!
Gro-Tsen
2016-03-17 02:15:07 UTC
view on stackexchange narkive permalink

実際には答えではありませんが、いくつかの関連する注意事項:

ニュートン重力は、さまざまな点で特殊相対性理論と矛盾しています(たとえば、離れた場所での瞬間的な作用を表し、「瞬間的」は意味があります)与えられた参照フレームに関して)。また、重力が重力場を離れる際にエネルギーを失うと、重力が光に赤方偏移を生じさせるはずであると信じる物理的な理由があります。そのため、多くの人々が相対論的な重力理論を定式化しようとしました。

ノードストロームは、相対性理論と互換性のある重力理論を最初に思いついたものでした。ノードストロームの2番目の理論は、GRと非常によく似た方法で再定式化できますが(等価原理、背景の独立性なども満たします)、光には影響しません。

リーマンはすでに彼の時代に、空間を湾曲させることによって重力を「幾何学的に」説明しようとしました。したがって、ミンコフスキーが不定二次形式を使用して特殊相対性理論を再定式化したことを考えると、この構造を曲線化しようとすることはおそらく理にかなっています。

PMar
2016-03-17 18:56:55 UTC
view on stackexchange narkive permalink

アインシュタインは、運動の最初の分析では特殊相対性理論しか生成できなかったため、一般相対性理論を開発しました。つまり、運動の相対性理論の「最初のカット」分析では、慣性座標系間の運動の平行移動に制限する必要がありました。すべての参照フレームが慣性であるとは限らないため、相対性理論は「不完全」であり(したがって「特殊」という用語)、「一般化」する必要がありました。

その観点から、はい、彼はこれを「ただ」行っていました。彼が「キック」という言葉が示唆するよりももっと駆り立てられたことを除いて、「キックのために」。彼は常に、既存の理論の矛盾として見たものを取り除く理論を見つけることを余儀なくされました。それが彼が最初に特殊相対性理論を開発するように導いた理由です。



このQ&Aは英語から自動的に翻訳されました。オリジナルのコンテンツはstackexchangeで入手できます。これは、配布されているcc by-sa 3.0ライセンスに感謝します。
Loading...