Доказательство ОТО Эйнштейна

Как и всякая другая физическая теория, ОТО требует проверки тех принципов (постулатов), которые лежат в ее основе.

Даже в слабом гравитационном поле Солнца траектории пробных тел, таких как планеты или спутники, отличаются от тех траекторий, которые предсказываются теорией Ньютона (чем ближе к Солнцу, тем сильнее эти отличия). Поэтому ОТО рекомендует изучать движение ближайшей к Солнцу планеты Меркурий. По мере того, как возрастала точность астрономических наблюдений за движением планет, был обнаружен интереснейший качественный эффект, связанный с нарушением первого закона Кеплера: орбита планеты представляет собой не чистый эллипс, а эллипс, который медленно поворачивается, оставаясь в одной и той же плоскости. В результате перигелий планеты, то есть ближайшая к Солнцу точка орбиты, с течением времени смещается на некоторый угол. Было, например, обнаружено, что у Меркурия, ближайшей к Солнцу планеты, каждые 100 лет перигелий смещается на угол 532” (примерно 9’). Применяя закон всемирного тяготения Ньютона, удается объяснить лишь часть наблюдаемого смещения. Однако смещение перигелия Меркурия равное 43” за столетие, обнаруженное в 1859 г. астрономом Леверье, оставалось необъясненным.

Когда Эйнштейн получил свои знаменитые уравнения для гравитационного поля, он первым делом рассчитал с их помощью, как искривлено пространство вокруг Солнца. Согласно его теории любая планета, даже без учета возмущений, вносимых другими планетами, должна описывать в своем движении медленно поворачивающийся эллипс. За один оборот по орбите смещение перигелия составляет

, где а – большая полуось эллипса, а е – его эксцентриситет. Для меркурия релятивистское смещение перигелия составило как раз 43” за столетие.

PS: уважаемые учителя физики, хотелось бы знать ваше мнение - нужно ли в современный курс преподавания физики включать развивающиеся аспекты физической теории, ранее не входящие в контент школьного курса?