Применима ли общая теория относительности ко всем системам координат?

Насколько я понял, релятивистская физика может быть выражена в любой инерциальной системе координат, но не в произвольной системе. То есть никакой эксперимент не может определить, «покоимся» мы или «движемся» с постоянной скоростью; но мы можем определить, ускоряемся ли мы или движемся по кругу (что по определению предполагает постоянное ускорение, перпендикулярное текущей скорости).

Таким образом, мы можем четко заявить, что Земля движется по орбите , и не можем рассматривать ее как релятивистски стационарную.

Но, к моему удивлению, я недавно наткнулся на этот текст http://books.google.com/books?id=lWEmNBaHCJMC&pg=PA211&dq=einstein+infeld+physics+ptolemy+copernicus&hl=en&ei=dWZ_TubbKqn20gH8hNjSDw&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum= 1&ved=0CCwQ6AEwAA#v=onepage&q&f=false (в соавторстве с Эйнштейном), который на странице 212, кажется, говорит, что, хотя специальная теория относительности требует инерциальной системы координат, общая теория относительности этого не делает! И поэтому мы можем утверждать, что Земля неподвижна, а Солнце вращается вокруг нее! Я бы отверг это как псевдонаучную чушь, если бы не авторы книги.

«На странице 212, кажется, говорится, что, хотя специальная теория относительности требует инерциальной системы координат, общая теория относительности этого не требует! И поэтому мы можем утверждать, что Земля неподвижна, а Солнце вращается вокруг нее!» - Ваш вывод (...поэтому...) неверен. То, что ОТО не предполагает инерциальных координат, не означает того, что вы пишите.

Ответы (1)

Насколько я понял, релятивистская физика может быть выражена в любой инерциальной системе координат, но не в произвольной системе.

Нет, и СТО, и ОТО способны работать с ускоренными системами отсчета. В ОТО нет даже глобальных систем отсчета, и неправильно думать, что система координат — это то же самое, что и система отсчета. ок. В 1915 году Эйнштейн считал, что ОТО следует интерпретировать как обобщение СТО на ускоренные системы отсчета. Это была неверная интерпретация, и сегодня физики согласны с тем, что фундаментальное различие между СТО и ОТО заключается в том, что СТО может иметь дело только с плоским пространством-временем.

То есть никакой эксперимент не может определить, «покоимся» мы или «движемся» с постоянной скоростью; но мы можем определить, ускоряемся ли мы

Это верно, но логически не эквивалентно первому утверждению. А то, что говорит вам акселерометр, — это ваше ускорение относительно локальной свободно падающей системы отсчета, которая известна в ОТО как локальная инерциальная система отсчета (ЛИФ). Понятие ЛИФ отличается от ньютоновского понятия инерциальной системы отсчета. В ньютоновской физике земная поверхность представляет собой инерциальную систему отсчета. В ОТО земная поверхность не является ЛИФ. (Ньютоновские фреймы также глобальны. В ОТО нет глобальных фреймов.)

Уравнения поля Эйнштейна записываются в обозначениях, совершенно не зависящих от выбранных координат. Они имеют один и тот же вид при любом выборе координат. Это не похоже на ньютоновскую физику, законы которой просты при выражении в инерциальной системе отсчета, но более сложны при выражении в неинерциальной системе отсчета.