Общая теория относительности

В общей теории относительности (ОТО) или теории тяготения, опубликованной в 1916 г., были раскрыты новые стороны зависимости пространственно-временных отношений от материальных процессов. ОТО обобщила СТО на ускоренные системы, т. е. Эйнштейн распространил принцип относительности на все движущиеся системы. ОТО исходит из принципа эквивалентности инерционной и гравитационной масс, количественное равенство которых давно было установлено в классической физике.

Из ОТО был получен ряд важных выводов:

1. Свойства пространства–времени зависят от движущейся материи.

2. Луч света, обладающий инертной, а следовательно и гравитационной массой, должен искривляться в поле тяготения. В частности, такое искривление должен испытывать луч, проходящий возле Солнца. Этот эффект, как указывает Эйнштейн, можно обнаружить при наблюдении положения звезд во время солнечного затмения.

3. Частота света в результате действия поля тяготения должна изменяться. В результате этого эффекта линии солнечного спектра под действием гравитационного поля Солнца должны смещаться в сторону красного света, по сравнению со спектрами соответствующих земных источников.

Красное смещение в спектрах небесных тел было обнаружено в 1923–1926 гг. при изучении Солнца, а в 1925 г. – при наблюдении спектра спутника Сириуса.

Теория относительности установила не только искривление пространства под действием полей тяготения, но и замедлила ход времени в сильных гравитационных полях. Даже тяготение Солнца – достаточно небольшой звезды по космическим меркам – влияет на темп протекания времени, замедляя его вблизи себя.

Одно из самых фантастических предсказаний ОТО – полная остановка времени в очень сильном поле тяготения, например в поле тяготения черной дыры. Черная дыра – это физическое тело, создающее столь сильное тяготение, что красное смещение для света, испускаемого вблизи него, способно обратиться в бесконечность.