§ 8. Проблема гравитации и принцип эквивалентности масс
Главное отличие ОТО от СТО в том, что в центре внимания первой находятся такие системы отсчета, которые второй полностью игнорируются, – системы, движущиеся относительно друг друга с ускорением и не по прямолинейным траекториям. Такие системы называются неинерциальными, и в них не соблюдаются a priori те законы и принципы, которые были справедливыми для инерциальных систем. СТО, таким образом, выступает как частный случай ОТО и может быть выведена из нее. Некоторые авторы утверждают, что возможен и обратный вывод с очень похожими результатами. Тем не менее ОТО сама по себе в момент своего появления не была, подобно СТО, ответом на вызов научного кризиса или остроумным решением старой проблемы – она лишь развивала положения СТО в определенном направлении. Эйнштейн напряженно работал над ней до 1916 г., рассматривая ее как распространение постулатов теории относительности на неинерциальные системы отсчета.
Проблема изначально заключалась в том, что ньютоновское гравитационное взаимодействие, описанное всем хорошо знакомым уравнением Fт = GMm/R2, должно было распространяться мгновенно на любые расстояния и столь же мгновенно изменяться, например, при изменении масс в соответствии с принципом дальнодействия. Однако такого рода взаимодействие противоречит электромагнитной теории с ее близкодействием. Поэтому было предложено – во многом по аналогии, – что тяготеющие тела воздействуют друг на друга не непосредственно через пустое пространство, а через посредство особой физической реальности полевой природы, которую можно назвать полем тяготения. Поскольку сила притяжения обратно пропорциональна расстоянию между взаимодействующими телами, постольку величина и направление поля тяготения должны определяться законом, описывающим пространственные свойства данных полей.