SCI Библиотека

Данная книга, написанная А. Лайтманом, В. Прессом, Р. Прайсом и С. Тюкольски, представляет собой сборник задач с решениями по общей теории относительности и гравитации. Она уникальна по широте охвата и общему замыслу. Почти 500 задач знакомят читателя с современным математическим аппаратом и методами, применяемыми в этой области физики.

Приводимые в сборнике задачи заимствованы из последних оригинальных работ по актуальным проблемам общей теории относительности и гравитации (решение уравнений тяготения, физика искривленного пространства-времени, черные дыры, гравитационное излучение, космологические аспекты общей теории относительности и ее экспериментальная проверка).

Книга рассчитана на широкий круг научных работников, преподавателей, аспирантов и студентов физико-математических специальностей.

Проблемы современной теории гравитации продолжают в последние годы привлекать все более пристальное внимание физиков и астрономов, математиков, геологов, философов.

При этом параллельно с дальнейшей разработкой классической гравидинамики, основу которой составляет эйнштейновская общая теория относительности (ОТО), усиленным анализом проблемы энергии и гравитационных волн и изучением топологических аспектов теории в последние годы, с одной стороны, наметились обобщения теории в виде тетрадной, компенсационной и групповой трактовок, а с другой стороны, продолжают развиваться исследования в трудном направлении квантового обобщения теории и ее сближения с физикой элементарных частиц. Продолжаются также экспериментальные поиски гравитационных волн, вращательных и других общегелативистских эффектов.

Книга представляет собой курс из трёх лекций, прочитанных известным американским теоретиком и экспериментатором Р. Дикке. Первая лекция посвящена опыту Этвеща (эксперименту по проверке эквивалентности тяготеющей и гравитационной масс), повторенному автором с намного большей точностью.

Вторая лекция посвящена эксперименту по обнаружению и измерению сплюснутости Солнца и его влиянию на движение перигелиев планет Солнечной системы. В третьей лекции рассматриваются проблемы релятивистской космологии в связи с эволюцией Вселенной из начального горячего состояния.

Написанная признанным и оригинальным исследователем, книга будет с интересом прочитана как специалистами в области астрономии, физики, космологии и геофизики, так и множеством других читателей: студентами, аспирантами, преподавателями, философами и всеми, кто интересуется успехами современной науки.

Мне было очень приятно узнать, что моя книга, излагающая теорию тяготения, вместе с последними достижениями космологии и астрономии, углубляющими наше понимание природы тяготения, переведена на русский язык и станет доступной советским читателям.

Цель моей книги изложена в предисловии к английскому изданию, воспроизведенному в русском переводе, и я не стану повторяться. Открытия в астрономии в наши дни следуют одно за другим в быстром темпе, и уже после выхода английского издания этой книги (март 1968 г.) стали известны новые экзотические объекты — пульсары. Естественно, что о них не было речи в английском издании; я думаю, что писать о них в книге для неспециалистов еще рано.

В. А. Угаров, выполнивший перевод книги на русский язык, исправил отдельные неточности английского оригинала и внес отдельные изменения в «Литературу для дальнейшего чтения», указав некоторые книги на русском языке. Я хотел бы выразить ему и академику В. Л. Гинзбургу, принявшему участие в организации русского издания, свою искреннюю благодарность.

В течение последних пятидесяти лет теория тяготения Эйнштейна, которую часто называют общей теорией относительности, воспринималась всеми как логически наиболее удовлетворительная теория, охватывающая все то, что нам известно о тяготении.

Как физики, так и философы обсуждали следствия общей теории относительности, касающиеся наших представлений о пространстве и времени и природе физической Вселенной. Как физики, так и философы пытались сделать общую теорию относительности доступной широкой публике, но даже тридцать лет спустя после ее выхода «Эволюция физики», написанная Эйнштейном и Инфельдом, остается классическим научным сочинением, предназначенным для неспециалистов.

В предлагаемой вниманию читателя книге я пытался дать свежее изложение общей теории относительности. Новая техника астрономических наблюдений необыкновенно увеличила возможности человека для проникновения в глубины Вселенной. Астроном старого времени наблюдал в неземные объекты только через толщу атмосферы и с лучшей видимостью в ясную погоду. Современный естественно, телескоп, а также другие инструменты наблюдений позволяют полностью обойти эти трудности.

Новая техника уже привела к удивительным результатам, например, к рентгеновским исследованиям далеких туманностей. Но нынешняя теория и новые открытия позволили сделать наше понимание структуры и истории развития Вселенной реальнее и точнее.

Изложены основы проектирования космических транспортных аппаратов с двигателями малой тяги. Рассмотрены методы комплексной оптимизации проектных параметров двигательно-энергетической установки и космического аппарата управления двигательной установкой и траекторий полета для ряда прогнозируемых программ космических исследований.

Для инженеров, работающих в области проектирования и механики полета космических аппаратов.

Книга посвящена методам расчета проектно-баллистических характеристик межпланетных аппаратов и определению наиболее благоприятных дат старта для полетов на планеты.

Рассмотрены возможные схемы полета КЛА на другие планеты как с возвращением аппаратов на Землю, так и без возвращения. Исследованы также особые схемы полета КЛА на планеты и к Солнцу, когда для улучшения баллистических характеристик используются гравитационные поля других планет, в частности Венеры и Юпитера.

Методы поиска оптимальных решений, базирующиеся на кусочно-конической аппроксимации межпланетных траекторий, построены с учетом как импульсного изменения скорости, так и конечной протяженности активных участков. Даны приближенные решения дифференциальных уравнений движения КЛА, позволяющие с хорошей точностью и со значительным сокращением времени расчетов на ЭЦВМ провести поиск оптимальных проектных решений КЛА.

В книге широко представлены результаты расчетов различных характеристик межпланетных аппаратов, которые в обозримом будущем могут совершать полеты на планеты Солнечной системы.

Книга рассчитана на научных работников, инженеров и специалистов ряда отраслей промышленности. Она будет полезна также студентам вузов.

В монографии представлены оригинальные решения некоторых проблем Теоретической Физики, часть из которых неоправданно оставлены в стороне магистрального развития науки, часть, наоборот, постоянно на слуху и представляются глубоко фундаментальными и даже философскими, и, наконец, часть проблем “лабораторного” уровня, но заслуживающих внимания с общепознавательных позиций.

Книга предназначена для научных работников, преподавателей и студентов физических специальностей, а также будет интересна для широкого круга интересующихся Наукой читателей.

В статье проводится численная проверка гипотезы о зависимости силы гравитационного взаимодействия тел от скорости движения каждого из тел на примере двойных звезд и систем Солнце-планета. В качестве критерия оценки проверяемой зависимости силы гравитации от скоростей движения тел используется соответствие расчетных значений прецессии перицентров двойных систем, получаемых в случае реализации проверяемой зависимости, и реальных значений, известных из астрономических наблюдений. Проведенное численное моделирование однозначно показало, что сила гравитационного притяжения по разному зависит от скоростей движения “источника” гравитации (тела, создающего гравитационное поле) и “приемника” гравитации (тела, на которое действует сила притяжения). В статье показано, что выявленная зависимость силы гравитационного притяжения от скоростей “источника” и “приемника” гравитации является единственным решением, обеспечивающим соответствие с реально наблюдаемой прецессией перицентров двойных звездных систем и системы Солнце-планеты. На основе выявленной зависимости силы гравитации от скорости в статье описывается новый эффект прецессии центров масс двойных систем, который должен быть найден в результате дальнейших практических исследований.

С момента создания ОТО и последующих работ в космологии, вопрос о кривизне пространства во Вселенной (w > 0, w < 0 или w = 0 ) - считается один из наиболее главных и дискутируемых по сей день. Это естественно, ведь от кривизны пространства зависит: расширяется Вселенная, сжимается или является статичной. Эти дискуссии, позволили автору выдвинуть парадоксальную идею: одновременного существования во Вселенной трех взаимосвязанных пространств-времен (положительной, отрицательной и нулевой кривизны) и, уже на этой основе, разработать теорию, в которой каждое пространство-время играет свою собственную роль и развивается в строгом соответствии, со своим знаком кривизны. Трех пространственно-временная модель строения Вселенной, предлагаемая автором, позволяет решить многие фундаментальные проблемы современной космологии и теоретической физики, а также создает основу для построения единой физической теории.