U Opštoj teoriji relativnosti u stvari ne postoji sila gravitacije! Umesto toga svaka masa na precizan način krivi oko sebe prostor i rasteže vreme.


Zamislimo da neki svemoćni vanzemaljac pomeri Sunce dalje od Zemlja. Po Njutnovom zakonu tog istog momenta planeta Zemlja bi osetila slabiju silu gravitacije Sunca.

Hajgens, Lajbnic i drugi fizičari 17. veka protestvovali su da je ovakvo trenutno “dejstvo na daljinu” absurdno i da gravitacija mora da se prenosi nekim medijumom. Njutn se u principu slagao, ali je pragmatično dodao svoj čuveni iskaz da o tome za sada ne može ništa da se dedukuje iz posmatranja a da “hipotezama nema mesta u eksperimentalnoj filozofiji.” Dovoljno je, kaže, da zakon gravitacije objašnjava svu silu pojava koje vidimo i koje možemo da merimo.

Tako je i bilo za narednih dvesta i više godina. Uspeh Njutnove teorije gravitacije je izgradio sliku svemira kao preciznog časovnika koji radi na principu kauzalnog determinizma. To je još uvek najvećim delom naša percepcija sveta i osnova našeg tehnološkog razvoja.

Međutim kada su krajem 19. veka fizičari shvatili da druga tada poznata sila, elektromagnetna sila, ne može da se opiše kao interakcija kroz mehanički medijum, već kao novo fundamentalno fizičko polje u prostoru, polako se pojavila ideja da možda na sličan način može da se opiše i gravitacija?

“Dedukciju iz posmatranja,” koju je pomenuo Njutn, tada je izveo Ajnštajn i to je zaista dovelo do formulacije gravitacije kao teorije fizičkog polja. Ali ono što je Ajnštajn postigao sa Opštom teorijom relativnosti na veliko iznenađenje otišlo je korak dalje: gravitacija nije fizičko polje u prostoru već se ispoljava kroz svojstva samog prostora, tačnije prostora i vremena.

U Opštoj teoriji relativnosti u stvari ne postoji sila gravitacije! Umesto toga svaka masa na precizan način krivi oko sebe prostor i rasteže vreme. Kada neka planeta, kometa, ili zrak svetlosti prolaze pored Sunca, oni ne odstupaju od inercijalne, pravolinijske putanje zato što na njih deluje sila. U Ajnštajnovoj slici oni se i dalje kreću po inerciji, ali po “šinama”koje je već zakrivila masa Sunca.

gravitaciona mreza

"Šine" koje je zakrivila masa Sunca Izvor

Naoko može da izgleda da je to samo promena u jeziku i opisu ali radi se o promeni suštine. Ajštajnova slika svodi se na Njutnovu kada su zakrivljenost prostora I vremena mali. Zato je moguće najvećim delom opisati kretanja planeta, aviona, ili svemirskih brodova koristeći pojam sile gravitacije i njen Njutnov zakon. Ali kada su krivine prostora i vremena velike, Njutnova slika se ne slaže sa merenjima, pojam sile nestaje, i adekvatan opis je moguć samo kroz jednačine i pojmove Opšte teorije relativnosti.

Takav je slučaj sa gravitacionim talasima. U Njutnovom opisu gravitacije oni ne postoje. U Ajnštajnovoj slici, krivina prostora i vremena u svakoj tački data je gustinom mase i energije u toj istoj tački. Ako malo pomerimo Sunce, to je promena gustine mase i u staroj i u novoj poziciji, koja onda menja krivine prostora i vremena u njima, što menja iste veličine u obližnjim tačkama prostora i u narednom momentu vremena, a odatle u daljim tačkama i momentu vremena posle toga, itd.

Drugim rečima, promena krivine prostora i vremena se širi kroz prostor. To je gravitacioni talas.

 

g talas

Gravitacini talas Izvor

Zvučni talasi su vibracije materijalnog medijuma, recimo vazduha. Elektromagnetni talasi su vibracije fundamentalnog elektromagnetnig polja koje postoji u prostoru. Gravitacioni talasi su vibracije samog prostora i vremena.

I elektromagnetni i gravitacioni talasi prostiru se brzinom svetlosti.

U nastavku: Izvori gravitacionih talasa


Dodaj komentar


Sigurnosni kod
Osveži

Facebook