우리는 특수 상대성 이론이 맥스웰의 전기 역학 방정식에서 나왔다는 것을 보았지만, 시공간의 기본적인 대칭을 드러냈다. 아인슈타인은 모든 기본적인 물리 법칙이 이러한 대칭을 보여 주어야 한다고 확신했고, 그렇게 하는데 눈에 띄게 실패한 이론은 뉴턴의 중력 이론이었다.
중력과 전기 역학 사이에는 매우 밀접한 유사성이 있다. 중력과 같이, 정전력은 거리의 역 제곱에 비례한다. 상대성 이론은 움직이는 관찰자가 전기장을 부분적으로 자기장으로 본다는 점에서 자기는 전기 물리학에 대한 상대성 보정이므로 우리는 1g을 예상한다. 움직이는 관찰자와는 좀 다르게 보이는 관찰력 있는 분야 특히, 우리는 전하에 가해지는 전자 기력이 벨로에 비례하는 자기 성분을 가지고 있는 것처럼 신체에 가해지는 완전한 중력이 속도에 달려 있다고 생각해야 합니다. 광자는 0이 아닌 정지량의 입자보다 더 빨리 움직이기 때문에 중력장이 광자에 어떻게 영향을 미치는지 이해하려면 이 성분을 이해하는 것이 필수적이다.
중력에는 전자기학이 결여되어 있고 아인슈타인은 기본적으로 중요하다고 확신하고 있다. 이것은 중력이 질량에 비례한다는 것이다. 전설에 따르면 갈릴레오는 피사의 사탑의 꼭대기에서 두개의 다른 무게의 공을 떨어뜨려 1600년경 이 사실을 증명했다. 기본적으로 동시에 일어난 일이야 갈릴레오의 실험은 그다지 정확하지 않았다. 질량에 대한 중력의 의존성에 대한 훨씬 더 나은 시험은 같은 길이이지만 다른 물질과 질량으로 만들어진 잠수함을 가진 진자의 주기를 측정하는 것이다. 1891년에 RolandE/N/n은 태양에 대한 물체의 중력 끌림 사이의 균형을 조사함으로써 극도로 정밀함을 증명하는 실험을 고안했다. 그것을 태양 주위의 궤도에 유지하기 위해 필요한 힘 아인슈타인은 그러한 정확한 비례성은 우연히 일어날 수 없다고 생각했다. 그것은 정확한 중력 이론에서 불가피한 것으로 나타나야 한다.
아인슈타인은 10년 동안 이 아이디어에 수학적 살을 붙이기 위해 애썼고, 그가 만든 이론은 의심할 여지 없이 인류의 가장 위대한 창조적 업적 중 하나이다. 본질적으로, 그는 맥스웰이 전자기학을 위해 한일, 즉 이질적인 물리학을 물리학뿐만 아니라 영감을 준 것은 아니지만 완전히 새로운 현상에 대한 예측이기도 하다.
전자기장은 전하와 전류의 밀도에 의해 생성됩니다. 중력장은 에너지-모멘텀의 밀도와 이 양의 플럭스에 의해 생성됩니다. 뉴턴 물리학에서 중력은 질량에 의해 생성된다.
에너지와 같다. 일반 상대성 이론은 이 관점이 너무 제한적이고, 우리가 빠르게 움직이는 거대한 물체나 매우 높은 압력을 경험하지 못했기 때문에 발생한다고 가르칩니다. 그래서 우리는 운동량과 에너지-모멘텀의 흐름은 중력장을 생성하는 데도 도움이 된다. 우리는 또한 중력이 본질적으로 매력적인 힘이라고 생각하는 반면, 일반 상대성 이론은 중력이 똑같이 혐오스럽다는 것을 보여 준다.
맥스웰 방정식은 전하와 전류의 주어진 밀도에 의해 생성되는 전자기장에 대해 해결될 수 있는 미분 방정식이며 아인슈타인 방정식은 미분 방정식이다. 주어진 에너지-모멘텀의 밀도와 흐름에 의해 생성되는 중력장에 대해 해결할 수 있는 문제입니다. 맥스웰 방정식이 선형인 반면, 아인슈타인 방정식은 비선형 방정식입니다. 방정식이 선형이면 간단한 해결책을 찾아 함께 추가하여 보다 복잡한 솔루션을 만들 수 있습니다. 방정식이 비선형적인 경우에는 일반적으로 두 솔루션의 합이 해결책이 아니므로 단순한 솔루션을 추가하여 복잡한 솔루션을 구축할 수 없습니다.
이 문제 때문에 아인슈타인 방정식의 유일한 정확한 해결책은 특별한 대칭을 가진 것들이다. 이러한 해결책들의 첫번째이자 가장 유명한 것은 1916년에 칼 슈바르흐에 의해 발견되었다. 이 용액은 구형의 질량을 둘러싸고 있는 중력장을 설명하며, 제5장에서 우리는 태양계에 대한 그것의 적용을 논의했다. 1963년 로이 커는 이 용액을 회전하는 몸체를 둘러싼 중력장으로 확장했고, 이 용액은 인공 디스크의 내부 영역을 이해하는데 중요하다. 소변의 끝). 다른 정확한 해결책은 동질의 우주를 설명한다. 다소 제한적인 이 세트에서 나온 정확한 솔루션은 섭동 이론(cfg)에 의해 대략적인 솔루션으로 확장될 수 있습니다. 제5장'행성 시스템의 역학')과 일반 상대성 이론의 많은 천문학적 적용은 이 접근법에 의존한다. 2000년 이래로 아인슈타인 방정식의 수리적 해결책에서 중요한 진전이 이루어졌다. 이러한 발전은 부분적으로 이용 가능한 컴퓨팅 능력의 꾸준한 성장에서 기인하지만, 그것들은 주로 방정식이 어떻게 다루어질 필요가 있는지에 대한 더 나은 이해 때문이다.
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