Сила тяготения изучается заново

Считалось, что ньютоновская сила тяготения, действующая между двумя телами и зависящая от их масс и расстояния между ними, распространяется в пространстве мгновенно. Это обстоятельство не приводило к каким-либо недоразумениям, поскольку не вызывал сомнения абсолютный характер пространства и времени, когда расстояния и временные интервалы можно было измерить однозначно независимо от метода измерения. Частная теория относительности подорвала эти две главные основы ньютоновской теории: пространство и время перестали быть абсолютными; оказалось, что наблюдатели, движущиеся относительно друг друга с постоянной скоростью, должны получать разные результаты при измерении времени и длины. Более того, принятие скорости света как абсолютного предела скорости передачи информации во Вселенной сделало идею о момен- тальном распространении гравитационного взаимодействия совершенно неприемлемой.

Тем не менее теория Ньютона оставалась действительно верной, о чем красноречиво свидетельствовали ее многочисленные подтверждения. И если ей на смену пришла новая теория тяготения, основанная на принципе относительности, то она во всех предсказаниях должна была соответствовать теории Ньютона, за исключением лишь некоторых совершенно необычных для последней ситуаций.

К началу XX в. был известен только один случай, когда теория Ньютона допускала ошибку, причем несущественную, в расчете наблюдаемого эффекта. В 1859 г. У. Леверье обнаружил, что поведение орбиты Меркурия не укладывается в рамки ньютоновского закона тяготения. Из-за воздействия других планет Солнечной системы орбита Меркурия должна медленно вращаться вокруг Солнца, вследствие чего точка наименьшего удаления планеты от Солнца (перигелий) должна была смещаться на 5557" (угловых секунд) в столетие. Но как показал Леверье, перигелий Меркурия смещается за столетие на величину, ббльшую ожидаемой на 43". Казалось бы, это небольшое расхождение, но оно было замечено, поскольку к тому времени теория Ньютона достигла такого уровня развития, который позволял учитывать возмущающее действие планет с гораздо большей точностью, чем величина замеченной ошибки. Леверье предположил, что несовпадение данных расчета с наблюдениями вызвано влиянием неизвестной планеты, расположенной еще ближе к Солнцу, чем Меркурий. Однако эта гипотетическая планета, заранее названная Вулканом, так и не была обнаружена. Загадка оставалась неразрешенной до 1916 г., когда Эйнштейн опубликовал свою общую теорию относительности.

 
Рубрика: