|
Содержание
Введение
Фундаментальной основой всей релятивистской физики является тот факт, что время (обладающее только одним измерением) и пространство (со своими тремя измерениями) должны быть объединены в одно многообразие – 4-мерное пространство-время. Экспериментальная очевидность абсолютности скорости света в вакууме – независимость скорости света от выбора системы отсчёта, т.е. от состояния движения наблюдателя, как и от состояния движения источника света, – привела нас в конце концов к этому заключению о необходимости объединения пространства и времени в единое четырёхмерное понятие. Для каждого физика очень важно знать и ясно понимать, что это является основой нашего непосредственного восприятия всего окружающего нас мира, а также приводит к множеству удивительных физических эффектов. Вместе с методами их теоретического вывода они и составляют содержание релятивистской физики. Забегая вперёд по отношению к использованию метрики Лоренца, делающей равноправными все координаты в соответствующей псевдодекартовой (ортонормальной) системе, легко понять естественность интерпретации в такой системе абсолютности скорости света в вакууме как проявления равноправности всех четырёх координат. Иными словами, неизменно-картезианское поведение координат до и после всякого преобразования Лоренца – и есть свойство абсолютности поведения света в любом эксперименте типа Майкельсона. Общая теория относительности представляет собой обобщение геометрии Минковского, включающее общие преобразования координат (естественно, при якобиане, отличном от нуля и от бесконечности) и наличие римановой кривизны. При этом вводятся понятия коэффициентов связности и ковариантного дифференцирования с помощью оператора набла, у которого постулируется ряд свойств, автоматически приводящих к законам преобразования связности и ее универсальной структуре. В свою очередь, кривизна вводится через соответствующий дифференциальный оператор второго порядка, также обладающий универсальными свойствами. Все это выражается на языке внешних форм Картана, радикально упрощающем вычисления как связности, так и кривизны. Такой математический аппарат дает огромную экономию сил и времени исследователя, так что в первую очередь мы приводим в этом разделе книги его во всех деталях. За этим следуют его важные приложения к теории черных дыр и оригинальному, в высшей степени компактному и строгому изложению космологии. Курс лекций, соответствующий первому разделу этой книги по релятивистской физике, читался мною на испанском языке в Гвадалахарском университете в течение последних пятнадцати лет, так что материал первого раздела представляет собой мой перевод с испанского. Курс общей теории относительности, содержащийся во втором разделе книги, был прочитан мною на английском языке осенью 2007 г. студентам докторантуры Университета Нью–Дели в Индии по дружескому приглашению профессора М.Сами, а затем я использовал этот курс для чтения студентам в Мексике в Гвадалахарском университете уже по-испански. Об авторе
 Мицкевич Николай Всеволодович Физик-теоретик, доктор физико-математических наук (1970), профессор кафедры теоретической физики факультета физико-математических и естественных наук Российского университета дружбы народов (1972–1991), член президиума Российского гравитационного общества; с 1991 г. был профессором университета в Гвадалахаре (Мексика). Окончил физический факультет МГУ имени М. В. Ломоносова в 1954 г.
Область научных интересов: классическая теория гравитации, системы отсчета и законы сохранения в общей теории относительности, решения уравнений Эйнштейна, расчет и анализ возможных эффектов в искривленном пространстве-времени. Автор ряда учебных пособий и монографий, среди которых «Физические поля в общей теории относительности» (1969), «Пространство, время, гравитация» (1984, совместно с Ю. С. Владимировым и Я. Хорски), «Динамика полей в общей теории относительности: системы отсчета, законы сохранения, асимптотические структуры» (1985, совместно с А. П. Ефремовым и А. Н. Нестеровым). Перевел ряд известных зарубежных монографий на русский язык. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||