Гравитационные измерения

курсовая работа

ВВЕДЕНИЕ

Нередко можно слышать, что современная теоретическая физика началась с ньютоновского закона тяготения. И это весьма справедливо, особенно в том, что касается целей и методов современной физики: описывать и объяснять различные сложные явления природы при помощи нескольких основных законов.

Гравитация - одна из основных сил природы. Она вызывает множество астрономических явлений - от океанских приливов до расширения Вселенной. Ньютон описал гравитацию при помощи простого закона обратной пропорциональности квадрату расстояния. Эйнштейн увидел в ней нечто более глубокое, связывающее ее с пространством-временем.

В течение столетий развития человечества люди наблюдали явление взаимного притяжения тел и измеряли его величину; они пытались поставить это явление себе на службу, превзойти его влияние, и наконец, уже в самое последнее время рассчитывать его с чрезвычайной точностью во время первых шагов вглубь Вселенной.

Интересно поразмыслить над тем, как выглядел бы мир, не будь гравитации! Если исчезнет гравитация Земли, то ничто уже не будет связывать Землю в единый сферический объект и удерживать нас на ее поверхности. В отсутствие гравитации Солнце не притягивало бы Землю, и вместо того, чтобы обращаться вокруг Солнца, она улетела бы по прямой. Без гравитации не смогут существовать ни Солнце, ни другие звезды, ни более крупные системы, такие, как галактики. Несмотря на эту важную роль, гравитация по-прежнему окутана тайной.

Когда та или иная отрасль науки, будучи, несомненно, актуальной, не имеет достаточно солидного опытного фундамента, то в ее развитии начинают проглядывать элементы формального теоретизирования. В некоторой степени не избежала этого и современная теория гравитации: стоит только указать на многочисленные варианты «единых теорий», из которых отнюдь не все выдержат проверку временем. Поэтому критический анализ различных теорий, связанных с тяготением, в настоящий момент особенно актуален.

Среди нерешенных проблем гравитации проблема гравитационных волн привлекает к себе наибольшее внимание физиков, теоретиков и экспериментаторов. Это объясняется тем, что она тесно связана с другими нерешенными проблемами науки о тяготении (проблемой энергии, проблемой построения квантовой гравидинамики и т. д.), и ее решение в теоретическом и экспериментальном планах стимулировало быт исследование многих других задач гравитации.

Проблема теоретического описания гравитационных волн, тесно связанная с задачами их экспериментального исследования, стала одной из наиболее актуальных и интересных проблем не только гравитации, но и современной физики вообще. Возникшая почти одновременно с созданием теории тяготения Эйнштейна (первый анализ этой проблемы был проведен самим Эйнштейном в 1916--1918гг.), она и в настоящее время не имеет еще вполне удовлетворительного решения. За последние полтора десятилетия (примерно с 1957 г.) интерес к ней существенно возрос благодаря разработке нового мощного математического аппарата -- классификации полей тяготения Петрова, давшей начало ряду новых подходов к решению проблемы в теоретическом плане.

С другой стороны, достигнутый в последние годы прогресс эксперимента, в частности опыты Вебера, открывает перспективы лабораторного детектирования гравитационных волн.

Делись добром ;)