Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
42
1.Heurystycznepodstawyteoriiwzględności
wykluczonesąprzyspieszeniawruchutranslacyjnymiruchobrotowy.Sąto
bardzosilnewarunkiitakistanruchucałegoukładuodniesieniajestmożliwy
tylkowczasoprzestrzeniMinkowskiego(iwjejzdegenerowanejgranicy—czaso-
przestrzeniGalileusza).Podkreślamytenaspektglobalny,bowiemwliteraturze
dotyczącejogólnejteoriiwzględnościczęstopojawiasięokreślenie„lokalny
układinercjalny”,któresugeruje,żeIUOdasięzdefiniowaćwczasoprzestrzeni
zakrzywionej.Jesttomylące,gdyżwrzeczywistościmowatamoukładzie
lokalniegeodezyjnym,któryfaktyczniebardzoprzypominadynamicznieukład
inercjalny,leczjestzdefiniowany(mazatemte„inercjalne”własności)tylko
winfinitezymalnymotoczeniuwybranegopunktu.Wwieluzastosowaniach
układlokalniegeodezyjny,zwanyteżquasi-inercjalnym,całkowiciewystarcza,
leczodukładuinercjalnegowymagamydużowięcej.Podkreślmynieobecność
przyspieszeńiwrezultacienieobecnośćsiłmakroskopowychdziałającychwIUO.
Istnieniesztywnegoprętawymagasiłmikroskopowychutrzymującychsąsiednie
molekuływstałejodległościizapewniającychmusztywność.Jednakużycie
sztywnychprętówjestraczejkwestiąwygodyipraktykieksperymentalnej,
aniefundamentalnąkoniecznościąfizyczną.Wzasadziesztywneprętymożna
zastąpićcząstkamiswobodnymi,apomiarówodległościdokonywaćzapomocą
sygnałówostałejprędkości—trudnościąjestutrzymanietychcząstekwstałej
odległościodsiebie.Eksperymentalnypostulatistnieniaukładówinercjalnych
oznacza,żejesttopryncypialniemożliweitrudnośćjestczystotechniczna:
trzebawszystkimcząstkomnadaćdokładnietęsamąprędkość,abyichprędko-
ściwzględnebyłystalezerem.DlacząstekswobodnychjesttomożliwewM4
iwczasoprzestrzeniachultrastatycznych.Natomiast,jeżelitakichukładów
(przestrzennienieskończonych)swobodnychcząstekspoczywającychwzględem
siebiejestwieleiukładytemogąporuszaćsięwzględemsiebiezdowolnymipręd-
kościamiwewszystkichkierunkach,toczasoprzestrzeńmusibyćMinkowskiego
(uzupełnienieA).
WkażdymIUOprzestrzeńjesteuklidesowa,więczwyklenajwygodniejsze
sąwspółrzędnekartezjańskie,leczwujęciugeometrycznymniejesttokonieczne
imożnastosowaćgeometrięanalitycznąwewspółrzędnychkrzywoliniowych,
np.wsferycznych.
Inercjalnyukładodniesieniajestpojęciemfundamentalnymdlacałejfizyki
pozaogólnąteoriąwzględności,aleprzypominamy,żejestonelementemnaszego
opisuświatafizycznego,anieskładnikiemtegoświata.Szczególnateoria
względnościjestprawdziwawtakimzakresie,wjakimfizycznaczasoprzestrzeń
mageometrięMinkowskiego.Niejestkonieczne,byIUOmożnabyłofaktycznie
skonstruowaćwdanymobszarzeWszechświata.Niedasięgoskonstruować
wgorącej(
T>
10
7
K)plazmiecząstekelementarnychijąderatomowych,jaka
jestwewnętrzugwiazdijakawypełniaławczesnyWszechświat23.
23
Wobuprzypadkachwielkośćobszaruczasoprzestrzeni,wktórymwprzybliżeniumożnastosować
geometrięMinkowskiego,zależyodrozważanegozagadnieniafizycznego.
