Přeskočit na hlavní obsah

Obecná teorie relativity

Obecná teorie relativity (zkratkou OTR) je fyzikální teorie gravitace publikovaná Albertem Einsteinem v roce 1915, která je popisem gravitace užívaným v moderní fyzice. Obecná teorie relativity zobecňuje speciální relativitu a Newtonův gravitační zákon do jednotného popisu gravitace jako geometrické vlastnosti prostoru a času neboli prostoročasu. Především postuluje, že zakřivení prostoročasu přímo závisí na energii a hybnosti dané hmoty nebo záření. Závislost je vyjádřena Einsteinovými rovnicemi gravitačního pole, které jsou souborem parciálních diferenciálních rovnic druhého řádu

Některé předpovědi obecné teorie relativity se významně liší od předpovědí klasické fyziky, zejména pokud jde o plynutí času, geometrii prostoru, pohyb těles při volném pádu a šíření světla. Mezi příklady těchto rozdílů patří gravitační dilatace času, gravitační čočkování, gravitační rudý posuv světla a gravitační časové zpoždění. Všechny doposud provedené pokusy a pozorování předpovědi obecné teorie relativity potvrdily. Existují i jiné relativistické teorie gravitace, ale obecná teorie relativity je nejjednodušší teorie, která je v souladu s experimentálními daty. Přesto zůstávají nezodpovězené otázky, zejména vyřešení rozporů mezi teorií relativity a zákony kvantové fyziky, které by umožnilo obě teorie spojit do jedné úplné a vnitřně konzistentní teorie kvantové gravitace; a jak lze gravitaci sjednotit se třemi negravitačními silami - silnou, slabou a elektromagnetickou.

Einsteinova teorie má důležité astrofyzikální důsledky. Například z ní vyplývá existence černých děr, oblastí prostoru, ve kterých je prostor a čas zakřiven takovým způsobem, že z nich nic nemůže uniknout, dokonce ani světlo. Černé díry jsou závěrečným stádiem vývoje hmotné hvězdy. Intenzivní záření vydávané některými druhy astronomických objektů pochází podle četných důkazů z černých děr; například mikrokvasary a aktivní galaktická jádra jsou důsledkem přítomnosti hvězdných a obřích černých děr. Gravitační ohyb světla se může projevit jako tzv. gravitační čočkování, při kterém lze pozorovat několikanásobný obraz jediného vzdáleného astronomického objektu. Obecná relativita také předpověděla existenci gravitačních vln, které byly přímo pozorovány až po sto letech prostřednictvím zařízení LIGO. Obecná teorie relativity je také základem současných kosmologických modelů trvale se rozpínajícího vesmíru.

Obecná teorie relativity je široce uznávána jako teorie neobyčejné krásy a je často označována jako nejkrásnější ze všech existujících fyzikálních teorií.

Labels:

Komentáře

Okomentovat

Populární příspěvky z tohoto blogu

Hawkingovo záření

Hawkingovo záření je tepelné záření černých děr prvně teoreticky popsané britským fyzikem Stephenem Hawkingem. V roce 1971 Stephen Hawking dokázal, že se celková plocha horizontu událostí jakékoli skupiny černých děr nikdy nezmenší. Toto tvrzení se příliš podobalo druhému termodynamickému zákonu, přičemž plocha hraje v tomto případě úlohu entropie. Proto Jacob Bekenstein navrhl, že entropie černé díry je skutečně úměrná ploše jejího horizontu událostí. V roce 1975 aplikoval teorii kvantového pole na zakřivený časoprostor okolo horizontu událostí a objevil, že černé díry můžou vyzařovat tepelné záření, známé jako Hawkingovo záření. Z prvního zákona mechaniky černých děr vyplývá, že entropie černé díry se rovná čtvrtině plochy horizontu událostí. Tento všeobecný výsledek je aplikovatelný na kosmologické horizonty jako de Sitterův časoprostor. Později bylo navrženo, že černé díry jsou objekty s maximální entropií, což znamená, že maximální entropie oblasti vesmíru je entropie největší čer
Okomentovat
Číst dále »

Stephen Hawking

Stephen William Hawking (8. ledna 1942 Oxford – 14. března 2018 Cambridge) byl anglický teoretický fyzik, kosmolog a spisovatel. Na Univerzitě v Cambridgi působil jako ředitel výzkumu Centra teoretické kosmologie a mezi lety 1979–2009 držel pozici lukasiánského profesora matematiky. Jeho vědecká činnost zahrnovala spolupráci s Rogerem Penrosem na teorémech gravitačních singularit v rámci obecné relativity a teoretické předpovědi tepelného záření emitovaného černými dírami, známého pod názvem Hawkingovo záření. Jako první se zabýval kosmologickou teorií, která by vycházela ze sjednocení obecné teorie relativity a kvantové mechaniky. Patřil k výrazným příznivcům mnohasvětové interpretace kvantové mechaniky. V průběhu vědecké kariéry byl přijat do Královské společnosti, stal se doživotním členem Papežské akademie věd a obdržel nejvyšší americké civilní vyznamenání, Prezidentskou medaili svobody. V roce 2002 se umístil na 25. místě ankety 100 největších Britů, průzkumu sestaveného BBC. Vys
Okomentovat
Číst dále »