Закони збереження в мікросвіті. Сучасна фізична картина світу. Досягнення та проблеми сучасної фізики. Роль українських вчених у розвитку фізики

У фізиці XX ст. загальна теорія відносності (ЗТВ) зіграла особливу і своєрідну роль.

По-перше, вона являє собою нову теорію тяжіння, хоча, можливо, і не повністю завершена, і не позбавлена деяких недоліків. Складність полягає в тому, що гравітація – це вид енергії, тому вона сама є власним джерелом енергії. Гравітація, як фізичне поле, сама володіє (як, наприклад, і електромагнетизм) енергією та імпульсом, а отже, і масою, звідси слідує, що рівняння теорії нелінійні, тобто не можна просто поєднати відомі розв’язки для простих систем, аби мати повний розв’язок для складної системи. З цим пов’язані труднощі інтерпретації змісту тензора енергії – імпульсу. Математичний апарат теорії настільки складний, що майже всі задачі, окрім найпростіших, виявляються нерозв’язними. Через такі труднощі (можливо, вони технічного характеру, а, можливо, й принципового) вчені до цих пір – 80 років по тому, як ЗТВ була сформульована, – все ще намагаються розібратись в її змісті.

По-друге, на основі ЗТВ були розвинені два фундаментальні напрями сучасної фізики: геометризовані єдині теорії поля; релятивістська космологія.

Вдала геометризація гравітації змусила багатьох фізиків замислитися над питанням сутності фізики в її відношенні з геометрією. Тут склалися дві протилежні точки зору:

1) поля і частинки безпосередньо не визначають характер просторово-часового континууму, він сам слугує лише ареною прояву; поля й частинки далекі до геометрії світу, і їх потрібно поєднати з геометрією, аби взагалі можна було говорити про фізику;

2) у світі немає нічого, окрім порожнього викривленого простору; матерія, заряд, електромагнетизм та інші поля є лише проявом викривленого простору.

ЗТВ виявилась перехідною теорією між першим і другим підходами. У ЗТВ представлений змішаний тип опису реальності: гравітація в ній геометризована, а частинки і поля, відмінні від гравітації, додаються до геометрії. Багато вчених (в тому числі і сам Ейнштейн) робили спроби об’єднати електромагнітне і гравітаційне поля в межах достатньо загального геометричного формалізму на базі ЗТВ. З відкриттям різноманітних елементарних частинок і відповідних їм полів природно постала проблема включення і їх в межі подібної теорії. Це заклало початок тривалому процесу пошуків геометризованої єдиної теорії поля, що, за задумом, повинна реалізувати другий підхід – зведеня фізики до геометрії, створення геометродинаміки. Аналіз показує, що там, де проявляються зміни топологічної структури світу, топології просторово-часового континууму, там фіксується уявна зміна фундаментальних законів природи. Так, відбувається гадане порушення причинності, коли при падінні в «чорну діру» зникають елементарні частки. Тому вивчення простору й пошук єдиної теорії поля має глобальне значення.

Поиск по сайту: