релятивистская инвариантность

РЕЛЯТИВИСТСКАЯ ИНВАРИАНТНОСТЬ (лоренц-инвариантность) - независимость физ. законов и явлений от скорости движения наблюдателя (или, точнее, от выбора инерциальной системы отсчёта). Р. и. законов фундам. физ. взаимодействий означает невозможность ввести выделенную систему отсчёта и измерить "абс. скорость" тел. Принцип Р. и. возник в нач. 20 в. в результате обобщения разл. опытных данных, начиная с отрицат. результата экспериментов Майкельсона - Морли (1881-87) (см. Майкельсона опыт ).Ныне наилучшие и наиб. многочисл. подтверждения Р. и. фундам. физ. взаимодействий дают опыты с элементарными частицами высоких энергий. Из принципа Р. и. вытекает существование нек-рой универсальной макс. скорости распространения всех физ. взаимодействий; эта скорость совпадает со скоростью света в вакууме. Математически Р. и. выражается в том, что ур-ния релятивистской механики Эйнштейна - Лоренца - Пуанкаре и электродинамики Максвелла (совокупность этих ур-ний образует спец. теорию относительности), а также теории сильного и слабого взаимодействий не изменяют своего вида, если входящие в них пространственно-временные координаты и физ. поля подвергаются Лоренца преобразованиям .Для построения релятивистски инвариантной теории гравитац. взаимодействия понятие Р. и. должно быть обобщено (см. ниже).

Фундам. свойством Р. и. является то, что она имеет место для пространства и времени вместе (а не по отдельности), т. к. преобразования Лоренца перемешивают пространственную и временную координаты. Это привело к введению понятия пространства-времени - четырёхмерного псевдоевклидова многообразия, точками к-рого являются разл. события [А. Пуанкаре (Н. Poinсаrе), Г. Минковский (G. Minkowski)]. Преобразование Лоренца можно интерпретировать как четырёхмерный гиперболич. поворот в этом многообразии.

В предельном случае относит. скоростей u, много меньших скорости света (когда пренебрегают всеми эффектами порядкаи выше), Р. и. переходит в галилееву (нерелятивистскую) инвариантность - инвариантность относительно преобразования Галилея (см. Галилея принцип относительности).

Р. и. специальной (частной) теории относительности, к-рая является глобальной (в том смысле, что относит. скорость двух систем отсчёта и коэффициенты преобразований Лоренца постоянны во всём пространстве-времени), была обобщена в общей теории относительности Эйнштейна, где имеет место только л о-кальная Р. и.- преобразования Лоренца относятся к дифференциалам координат, а их параметры зависят от точки. Понятие Р. и. было также обобщено (с сохранением осн. свойств) на многомерные теории физ. взаимодействий, в т. ч. гравитац. взаимодействия (см. Калуцы - Клейна теория, Суперструны).

А. А. Старобинский.

   <<      Предметный указатель      >>