Относительность свободного падения.

    В специальной теории относительности, как и в ньютоновской физике, постулируется существование инерциальных систем отсчета, т.е. систем относительно которых тела движутся без ускорения, когда на них не действуют внешние силы. Экспериментальное нахождение такой системы зависит от того, сможем ли мы поставить пробные тела в такие условия, когда на них не действуют никакие внешние силы, причем должно быть экспериментальное подтверждение отсутствия таких сил. Но если наличие, например, электрического (или любого другого силового) поля может быть обнаружено по различию в действии, которые эти поля оказывают на различные пробные частицы, то все пробные частицы, помещенные в одно и то же поле тяготения, приобретают одно и то же ускорение.

    Однако  даже при наличии гравитационного  поля существует некоторый класс  систем отсчета, который, может быть, выделен чисто локальными экспериментами. Так как все гравитационные ускорения  в данной точке (малой области) у  всех тел одинаковы как по величине, так и по направлению, все они  окажутся равными нулю по отношению  к системе отсчета, которая ускоряется вместе с другими физическими  объектами, которые находятся под  действием только силы тяготения. Такая  система отсчета называется свободно падающая система отсчета. Такую  систему нельзя неограниченно продолжить на все пространство и на все моменты  времени. Она может быть однозначно определена лишь в окрестности мировой  точки, в ограниченной области пространства и для ограниченного промежутка времени. В этом смысле свободно падающие системы отсчета можно назвать  локальными системами отсчета. По отношению  свободно падающим системам отсчета  материальные тела, на которые не действуют  никакие силы, кроме сил тяготения, не испытывают ускорения.

    Свободно  падающие системы отсчета в отсутствие гравитационных полей тождественны с инерциальными системами отсчета; в этом случае они неограниченно  продолжимы. Но такое неограниченное распространение систем становится невозможным, когда появляются гравитационные поля. То, что свободно падающие системы вообще существуют хотя бы только как локальные системы отсчета, есть прямое следствие принципа эквивалентности, которому подчиняются все гравитационные эффекты. Но тот же самый принцип ответственен за то, что никакими локальными процедурами невозможно построить инерциальные системы отсчета при наличии гравитационных полей.

    Эйнштейн  рассматривал принцип эквивалентности  как самое фундаментальное свойство тяготения. Он понял, что от представления  о неограниченно продолжимых инерциальных системах отсчета следует отказаться пользу локальных свободно падающих систем отсчета; и лишь, поступив таким образом, можно принять принцип эквивалентности как основную часть фундамента физики. Такой подход дал возможность физикам глубже заглянуть в природу тяготения. Наличие гравитационных полей оказывается равносильным невозможности распространения в пространстве и времени локальной свободно падающей системы отсчета; таким образом, при изучении гравитационных полей следует фокусировать внимание не столько на локальной величине поля, сколько на неоднородности гравитационных полей. Ценность такого подхода, который, в конечном счете, отрицает универсальность существования инерциальных систем отсчета, состоит в том, что он ясно показывает следующее: нет никаких оснований принимать без размышлений возможность построения инерциальных систем отсчета, несмотря на то, что такие системы использовались на протяжении нескольких столетий.

 Общая  теория относительности дала  возможность несколько иначе  взглянуть на вопросы, связанные  с гравитационными взаимодействиями. Она включила в себя всю  ньютоновскую механику только как частный случай при малых скоростях движения тел. При этом открылась широчайшая область для исследования Вселенной, где силы тяготения играют решающую роль.

    Список используемой литературы:

     
1.      “Принцип относительности” Лоренц, Пуанкаре, Эйнштейн и Минковский.ОНТИ.1935г.  
2.      Полное собрание трудов, Л. И. Мандельштам; Том 5, стр. 172 
3.      А.Эйнштейн. К электродинамике движущихся сред. - М.: 1966.  
4.      "Общая теория относительности"; Н. В. Мицкевич; Москва., 1927 г 
5.      "Парадоксы теории относительности";  Я. П. Терлецкий; Москва., 1965  
6.      Л.В. Тарасов, Современная физика в средней школе. М.: Просвещение, 1990.  
7.       В.Н. Дубровский, Я.А. Смородинский, Е.Л. Сурков, Релятивистский мир. (Библиотечка "Квант", выпуск 34). М.: Наука, 1984. 8.       Э.Тейлор, Дж. Уилер, Физика пространства - времени. М.: Мир, 1969.  
9.       И.И. Гольденблат, Парадоксы времени в релятивистской механике. М.: Наука,1972г. 
10.   И.М. Гельфгат, Л.Э. Генденштейн, Л.А. Кирик, 1001 задача по физике с ответами, указаниями, решениями. Москва - Харьков, Илекса. 1997.  
11.   И.И. Воробьев Теория относительности в задачах. М.: Наука, 1989.  
12.   П.В. Елютин, Г.А. Чижов, Словарь-справочник по элементарной физике. Часть 3 М,1995.

      13.  Эйнштейн, Л.Инфельд. Эволюция физики. - М.: 1966. 
14.  В.Л.Гинзбург. О теории относительности. - М.: Наука, 1970.  
15.   Г.Линдер. Картины современной физики. - М.: Мир, 1977. 
16.  А.В.Горелов. Элементы теории относительности- элементарное изложение специальной теории относительности.  
17.  П.А.М.Дирак. Воспоминания о необычайной эпохе. - М.: Наука, 1990.