С чего начать изучение теории относительности
Теория относительности Эйнштейна: коротко и просто о сложном
Альберт Эйнштейн — великий физик-теоретик, имя которого на слуху у каждого из нас еще со школьной скамьи. Обладатель Нобелевской премии, автор почти 500 книг, посвященных физике, философии и истории. Именно он перевернул научное представление о природе пространства и времени, движении и законах механики теорией относительности, которую открыл в 1905 году.
Согласно его теории, мир состоит из четырех измерений:
Еще одно измерение – время. Эти четыре величины формируют пространственно–временную физическую модель.
Самое интересное в том, что восприятие времени и пространства напрямую зависит от скорости нашего движения.
Взаимосвязь трех составляющих объясняет специальная теория относительности: чем больше скорость движения объекта, тем больше искажение пространства и времени.
На основе данного учения позже Альберт Эйнштейн создал общую теорию относительности, но она понятна немногим, потому в школе мы изучали специальную теорию относительности. Именно о ней мы поговорим подробнее в статье.
Основные принципы учения
Как определить движется объект или стоит на месте? Просто оцените его состояние относительно других тел. Важно понимать, что наличие или отсутствие движения, а также скорость перемещения зависят от двух факторов: кто наблюдает за предметом и откуда наблюдает. Проще говоря, движение – это относительный параметр.
Давайте рассмотрим на простом примере. Представьте, что вы едете в метро после непростого рабочего дня и, сидя на одном из пассажирских мест, увлеченно изучаете нашу онлайн-программу «Психическая саморегуляция» через свой телефон (кстати, отличный выбор, если ваша цель — справиться со стрессом, трудными отношениями в коллективе и другими «тормозящими» эмоциями). Для вас все объекты в вагоне, такие как кресла, пассажиры (речь о тех, кто стоит или сидит) и, конечно, ваш телефон находятся в неподвижном состоянии, т.е. их скорость передвижения равно нулю.
Ваш друг решил встретить вас на платформе одной из станций и уже ожидает на месте. Для него поезд и все объекты, находящиеся в нем, движутся с одинаковой скоростью, например, 50 км/ч. А если кто-то из пассажиров вагона решит перейти на ходу поезда по направлению движения состава в другой вагон, то его скорость будет еще выше, т.к. она суммируется со скоростью поезда.
Но есть одно исключение из правила — свет фар поезда. Скорость света остается неизменна и будет равна скорости движения самого поезда.
Отсюда следуют два главных принципа специальной теории относительности:
На первый взгляд, скорость света кажется молниеносной, но это не так. Рассмотрим на примере распространения света в космосе. Между Солнцем и Землей 150 миллионов километров, солнечный свет доходит до земного шара за 8 минут. Соответственно, если Солнце вдруг перестанет светить, ночь нас накроет не сразу, а через 8 минут.
Два главных принципа теории рождают другие важные факты о пространственно-временной среде. Расскажем о них в следующих разделах.
Следствия учения
Важно понять, как выше изложенные принципы относятся к пространству и времени. Благодаря им Альберт Эйнштейн пришел к трем выводам:
Чтобы понимать, о чем речь, давайте рассмотрим подробнее каждое из заключений.
Время замедляется
Время — это не абсолютная величина, она зависит от системы отсчета, в которой находится на данный момент.
Интересный опыт был проведен с применением двух атомных часов: одно устройство было отправлено самолетом вокруг планеты, а другое осталось на Земле. После посадки самолета сравнили показатели часов: те, что облетели земной шар, отставали от других часов на тысячные секунды.
Отсюда можно сделать вывод, время идет медленнее относительно объектов, находящихся в движении. При этом оно становится еще медленнее, если скорость объекта приближается к скорости света. Если космический корабль достигнет скорости света, то астронавт попадет в будущее. В этом случае время также будет относительно: недели в космосе будут равны годам на Земле. На этой теории построены сюжеты многих фантастических фильмов о космосе и его исследователях.
Пространство уменьшается
Давайте представим, что наш космический путешественник отправляется в полет на своем корабле. Скорость летательного аппарата приближается к скорости света и если наблюдать за его полетом со стороны, то можно заметить, что по направлению движения он становится короче, а перпендикулярно пути сохраняет исходные размеры, т.е. его ширина не меняется. При этом с самим астронавтом все в порядке: он на прежнем месте и прежних параметров.
Данный пример наглядно показывает, что для наблюдателя движущийся объект с увеличением своей скорости становится короче по направлению движения, а перпендикулярно ему его размеры остаются неизменными.
Масса увеличивается
E = mc² — знакомая формула из школьной программы? Своим уравнением Альберт Эйнштейн наглядно показал, что масса пропорциональна энергии тела, т.е., если увеличить скорость движения объекта, увеличивается и его масса. Отсюда следует вывод, что одна часть энергии затрачивается на изменение массы, а другая – на увеличение скорости. Это объясняет тот факт, что на деле путешествие во времени, о котором говорилось в предыдущем разделе, невозможно. Судите сами: чем больше скорость корабля, тем труднее его подтолкнуть. В итоге, приближаясь к скорости света, он достигает таких показателей, что никакая энергия вселенной не сможет его передвинуть.
Подведем итог
Почему теория относительности носит такое название?
Если скорость объекта приближается к скорости света, то его время замедляется, а пространство сжимается. Но эти показатели относительны наблюдателя, т.е. так он видит картину со своей стороны. Но для астронавта, который летит в космическом корабле, меняется только масса тела, остальные показатели остаются неизменными. При этом обе точки зрения верны, отсюда и название теории.
Надеемся, что наша статья помогла вам в общих чертах понять основные положения теории относительности. Кстати, интересный факт: Альберт Эйнштейн посвятил изучению и описанию своей теории 10 лет. Для более точного понимания учения советуем прочитать книгу «Теория относительности» Шеддад Каид-Сала Феррона. Поверьте, она будет интересна каждому школьнику и взрослому благодаря простому и веселому изложению мысли, ярким картинкам и графикам.
Общая теория относительности: Простое объяснение
Когда Эйнштейн упомянул о своем желании решить проблему гравитации, ему было сказано две вещи: первое, — что это просто невозможно сделать, а второе заключается в том, что никто не поверит ему, даже если бы он это сделал. В ответ он создал свое величайшее творение — Общую теорию относительности.
Общая теория относительности сделала для гравитации то, что даже Ньютон не смог сделать, — дала ей объяснение, показала закономерность, благодаря которой вещи падают, вращаются на орбите и искажают время. Фактически, создание общей теории относительности связано с противостоянием с Ньютоном и его представлениями о гравитации, которая им описывалась как таинственна сила, сближающая объекты. Хотя по правде говоря, даже сам Ньютон не понимал, как это работает, поскольку сила притяжения действует через пустое пространство, и горько критиковал свою собственную теорию гравитации.
Тем не менее, несмотря на вопросы, которые остались без ответа, формулы Ньютона для гравитации всё еще использовались в течение десятилетий, как основа для универсальных законов физики, чтобы точно предсказывать движения планет и даже отправить людей на Луну. Чтобы понять общую теорию относительности, нам нужно кратко взглянуть на ньютоновскую теорию тяготения и на то, где она не дотягивает.
Ньютоновская гравитация была сформулирована главным образом для объяснения двух вещей. Первым был вопрос о том, почему объекты разного веса падают на землю одновременно. Обратите внимание на слово «падают», а не «брошены». Бросание объектов добавляет дополнительную энергию, которую объект не имел бы, если бы он был просто уронен. Например, если бы не сопротивление воздуха, перо и свинцовый шар при падении приземлились бы одновременно. Два камня разных размеров и веса также будут приземляться на землю одновременно.
Другой вопрос, который Ньютон попытался решить, — это орбиты небесных тел, почему Луна вращается вокруг Земли, а Земля — вокруг Солнца. В конечном счете, ответ Ньютона на это заключался в том, что гравитация — это сила, пропорциональная массе объекта. Чем больше масса объекта, тем сильнее его гравитационное притяжение.
Но, как мы уже упоминали ранее, проблема ньютоновской гравитации заключается в её действии на расстоянии. Силы зависят от массы объектов и от расстояния между ними. Проблема с этим в том, что сила не имеет носителя, она действует в пустом пространстве. Также проблема в том, что она нарушает «ограничение скорости» Вселенной: ничто не может двигаться быстрее скорости света. Если объект изменил свое положение во Вселенной, силы притяжения, с которой он действует на другие объекты, мгновенно изменились бы, нарушив это ограничение скорости.
В попытке решить проблему гравитации Эйнштейн впервые придумал Специальную теорию относительности, которая учитывала только объекты, движущиеся по прямой и с постоянной скоростью. Однако она не включала ускорения, и Эйнштейн стремился создать теорию, которая могла бы применяться более широко. Так родился термин Общая теория относительности.
В начале 1900-х Эйнштейн провел мысленный эксперимент. Он смотрел в окно и представлял себе человека, падающего с крыши. Когда человек падал, он чувствовал себя невесомым. Но что если бы этот человек был в падающем лифте? Лифт будет двигаться с той же скоростью, что и человек, который также почувствует себя невесомым.
Именно тогда Эйнштейн понял, что происходит. Вопреки теории Ньютона, не было никакой гравитационной силы, тянущей объекты вниз. Вместо этого пространство вокруг них было изогнуто, подталкивая оба объекта к земле. Оно толкало, а не притягивало, как это считалось в теории притяжения Ньютона. Последствия этого открытия были удивительными. Это означало, что пространство является гибким, его можно складывать и изгибать. Эйнштейн объединил пространство и время в так называемый пространственно-временной континуум.
В то время как естественное движение вещей состоит в том, чтобы следовать простейшему пути через пространство-время, масса изгибает окружающее её пространство так, что мы движемся к центрам большей массы. Это и есть сила, которую мы называем гравитацией.
Как это описывает орбиты планет и их лун? Ньютоновская гравитация говорит, что Солнце притягивает нас к себе, но мы не падаем на него, потому что Земля также одновременно движется в сторону по эллиптической орбите. Но согласно общей теории относительности, огромная масса Солнца искажает пространство вокруг себя, и это изогнутое пространство толкает Землю к Солнцу.
Ни одно из этих изображений не является точным относительно того, как на самом деле выглядит кривизна пространства-времени — три измерения пространства, обернутые вокруг четвертого измерения (времени), — но наши умы не способны представить, как это будет выглядеть на самом деле. Поскольку мы живем в трех измерениях, мы можем представить себе только трехмерные ситуации.
Откуда мы знаем, что Общая теория относительности работоспособна? Доказательства этого есть во всей Вселенной. Теория не только объясняет нейтронные звезды и аномалии орбиты Меркурия, но и правильно предсказывает черные дыры и способность гравитации сгибать свет. Звездный свет, например, искривляется, когда проходит вблизи Солнца. Еще один интересный момент со светом заключается в том, что когда он отклоняется вокруг более компактных объектов, это приводит к нескольким изображениям этого объекта. Это обычно наблюдаемое явление называется гравитационным линзированием и помогает подтвердить общую относительность.
Знаете ли вы, что время также может быть искажено? Время замедляется ближе к объектам очень большой массы. Например, для тех, кто живет в высоком небоскребе, время течет быстрее, чем для находящихся на земле. Но, эта разница очень мала, разумеется.
Теория относительности также предсказывает, что в момент зарождения нашей Вселенной она была очень горячей и плотной, что в конечном итоге привело к Большому взрыву. С тех пор мы обнаружили, что наша Вселенная расширяется гораздо быстрее, чем предсказывал Эйнштейн.
Как выразился физик-теоретик Джон Уилер ( John Wheeler), «пространство-время говорит материи, как двигаться, а материя говорит пространству-времени, как изгибаться».
Что касается опыта с двумя падающими объектами разной массы, теория относительности говорит, что они упали на пол одновременно, потому что на них не действует сила.
Применений общей теории относительности гораздо больше. Это был один из величайших даров Эйнштейна миру, и он продолжает проходить тестирование. Но это действительно рисует довольно странную картину Вселенной — ту, где червоточины могут существовать, и параллельные линии могут в конечном итоге расходиться. Мы до сих пор всё еще обсуждаем эту теорию. Мы продолжаем использовать слово «гравитация», и мы продолжаем думать с точки зрения ньютоновской гравитации, потому что это более понятно для нашего ума, чем изогнутое пространство-время.
Теория относительности и зачем она нужна: часть 1, СТО
Словосочетание «теория относительности», как и имя её автора Альберта Эйнштейна, слышал, наверное, каждый. Увы (хотя основы теории относительности и приходят в школе) многие слабо или не до конца понимают, о чём идёт речь. Попытаемся это дело исправить.
Итак, теория относительности, а точнее, специальная теория относительности, СТО (есть ещё общая теория относительности, ОТО, но о ней в следующий раз) описывает движение тел со скоростями, сравнимыми со скоростью света – в отличие от классической механики, которая «работает» с привычными нам скоростями.
Точнее, даже не так. СТО описывает процессы, происходящие при любых скоростях. Но просто при малых скоростях некоторые эффекты, становящиеся значимыми при скоростях больших, себя практически не проявляют, и можно довольствоваться сравнительно более простыми формулами классической механики. А если мы рассматриваем условия, в которых эти эффекты уже отбросить нельзя, то тут-то нам на помощь и приходит СТО. Если же в формулах СТО считать скорости пренебрежимо малыми по сравнению со скоростями света, то мы получим всё те же уравнения классической механики.
Иными словами, классическая механика является составной частью СТО, её упрощением для частного случая малых скоростей.
Интересно, что большинство эффектов теории относительности были открыты, что называется, на кончике пера, и лишь потом подтверждены экспериментально.
СТО стала результатом многолетних попыток состыковать два хороших, годных раздела физики, категорически не желавших «работать» вместе: классическую механику и электродинамику.
Одним из краеугольных камней классической механики является так называемый принцип относительности, который гласит: в двух системах отсчёта, покоящихся друг относительно друга или движущихся относительно друг друга равномерно или прямолинейно, все законы физики работают одинаково. Если быть уж до конца точным, в классической механике этот принцип, ещё называющийся принципом Галилея, распространяется лишь на законы этой самой механики.
Однако Галилея и его современников можно понять: в их времена-то других отраслей физики, кроме механики, толком и не было. Откуда вопрос: а распространяется ли принцип относительности, к примеру, и на электродинамику? С одной стороны, было логично предположить, что да. С другой – такое предположение порождало ряд неприятных проблем.
В электродинамике ту же фундаментальную роль, которую в механике играют три закона Ньютона, играют четыре уравнения Максвелла. И в некоторые из них в качестве параметра входит скорость света. С точки зрения электродинамики Максвелла, скорость света – универсальная мировая константа, вроде заряда электрона или гравитационной постоянной.
Но это плохо согласуется с классической механикой, в которой скорость – понятие относительное, зависящее от системы отсчёта. Если мы будем измерять скорость автомобиля, неподвижно стоя на земле, то мы получим одно значение. Если же проделаем все те же процедуры, находясь в другом движущемся авто, то получим и другое значение скорости. Пассажир, идущий по проходу в салоне авиалайнера, движется с одной скоростью относительно других пассажиров и совсем с другой – относительно людей в аэропорту, откуда этот лайнер вылетел. То есть, скорость в классической механике зависит от точки зрения – а точнее, от системы отсчёта.
Но с точки зрения электродинамики для скорости света это не работает. И если наш пассажир самолёта включит фонарик, то испускаемые им фотоны будут лететь с одной и той же скоростью как для самого пассажира, так и для наблюдателей в аэропорту.
Это может показаться парадоксальным, и, чтобы объяснить это, можно привлечь на помощь следующие рассуждения. Дело в том, что универсальной константой, по всей видимости, является не сама по себе скорость света в вакууме, а просто некая предельно достижимая в нашей Вселенной скорость. И свет движется именно с этой максимальной скоростью ввиду того, что его частицы, фотоны, не имеют массы покоя. Соответственно, ни в одной системе отсчёта свет не может двигаться ни быстрее, ни медленнее – просто потому, что может двигаться только так.
Однако отсюда следует противоречие: в электродинамике скорость света абсолютна, в классической механике, где действует принцип Галилея – относительна. И если мы хотим совместить две теории, то нам надо отказаться либо от принципа Галилея, либо от постулата об абсолютности скорости света. Но оба утверждения казались верными и подтверждались экспериментально. И как быть?
Эйнштейн решил пойти другим путём: он решил признать оба постулата верными и попытаться на этом теоретическом базисе построить непротиворечивую теорию.
Итак, вот два постулата СТО, из которых следует всё остальное:
1. Законы физики и природы вообще одинаковы во всех системах отсчёта, движущихся прямолинейно и равномерно друг относительно друга (классическая механика).
2. Скорость света – универсальная константа, независимая от выбора системы отсчёта (электродинамика).
Теперь дело было за теорией, которая позволяла совместить оба эти постулата без противоречий. Но для этого надо понять, о какого рода противоречиях идёт речь. Рассмотрим одно из них.
Давайте посмотрим на ситуацию с точки зрения землян. До взрыва остаётся 0,7 года. За это время корабль, движущийся со скоростью в 0,5 скорости света, пролетит 0,35 световых года и будет находиться на расстоянии в 0,85 световых года от Земли. Очевидно, что радиосигнал, движущийся со скоростью света, за оставшиеся до взрыва 0,7 года не успеет покрыть расстояния в 0,85 световых лет. Проще говоря, предупреждение не успеет. Корабль взорвётся.
А теперь давайте вдумаемся: в двух разных системах отсчёта мы получаем совершенно различный исход событий. А этого не может быть ни с точки зрения принципа относительности, ни с точки зрения банального здравого смысла.
То есть, второй постулат СТО явно противоречит первому. А точнее, он противоречит ему во всех без исключения случаях, кроме одного: если для пассажиров корабля и наблюдателей на Земле течёт одинаково.
Вот это-то предположение и поставил под сомнение Эйнштейн.
Что если, предположил он, в движущейся системе отсчёта время движется медленнее, чем в неподвижной? В этом случае, действительно, парадокс с кораблём, который взрывается в одной системе отсчёта и остаётся целым в другой, можно разрешить.
Гипотеза о том, что время не является чем-то универсальным, а течёт по-разному для разных наблюдателей, является краеугольным камнем теории относительности. Собственно, Специальную теорию относительности в этом смысле можно считать расширением классической механики на ситуации, в которых время перестаёт быть абсолютным.
В своей фундаментальной работе «К электродинамике движущихся тел», с которой и началась Специальная теория относительности, Эйнштейн из достаточно простых по сути соображений вывел формулу для сокращения времени, а точнее, для соотношения временных промежутков, измеренных в движущейся и неподвижной системе координат. И хотя я обещал не «грузить» читателя формулами, это знаменитое соотношение я считаю нужным привести:
Здесь Δt0 – промежуток времени в покоящейся системе отсчёта, Δt – соответствующий промежуток времени в движущейся системе, V – скорость этой системы, а с – скорость света, одинаковая для всех систем.
Хорошо видно, что при скорости V существенно меньшей скорости света (классическая механика) никакого сокращения времени не происходит, но чем больше скорость, тем сильнее сокращается временной промежуток в движущейся системе.
Но как может время, которое кажется нам некоей универсальной величиной, меняться в зависимости от такой малости, как скорость движения часов, это время измеряющих? На самом деле, это вовсе не так необъяснимо, как кажется. Для этого нужно представить себе время не как некий независимый параметр, а как четвёртое измерение нашего пространства, а точнее, пространства-времени. И говорить уже не о «течении времени», а о движении наблюдателя вдоль временной оси – подобно тому, как этот наблюдатель может передвигаться вдоль пространственных осей координат.
В этой аналогии действительно нет ничего странного в «неодинаковости» времени. Нас ведь не смущает, что перемещаться в пространстве можно с разной скоростью? Так почему же должна смущать возможность движения с разной скоростью «по оси» времени?
Собственно, теория относительности и «работает» с четырёхмерным пространством-временем. Фактически, математический аппарат СТО преимущественно состоит в переводе привычных нам трёхмерных процессов в четырёхмерную систему и наоборот. К примеру, вводится понятие расстояния между событиями не только в пространстве, но и во времени – так называемого пространственно-временного интервала, или просто интервала. И если рассмотреть нашу аналогию с ракетой с точки зрения такого подхода, окажется, что никаких противоречий и нет. А видели мы их лишь потому, что привыкли к «трёхмерной» логике – удобной и интуитивно-понятной, но, увы, неполной и не отражающей всех особенностей Вселенной.
Классический пример отличия СТО от привычной реальности – так называемая относительность одновременности.
Мы привыкли, что если два события происходят одновременно, то эта одновременность будет также сохраняться для всех систем отсчёта. Если в самолёте, о котором мы упоминали выше, пассажир уронит яблоко, то оно упадёт на пол одновременно и для пассажира, и для наблюдателя в аэропорту. Однако в СТО так уже не получается.
Действительно, представим себе вагон поезда, с релятивистской скоростью проезжающий мимо некоей платформы. В центре вагона сидит один наблюдатель. Второй стоит на платформе. В тот момент, когда оба наблюдателя находятся друг напротив друга, наблюдать-пассажир зажигает спичку.
С его точки зрения свет этой спички достигнет передней и задней стенки вагона за одно и то же время: в его системе отчёта вагон неподвижен, он находится в его центре.
Но в системе отсчёта наблюдателя на платформе всё произойдёт немного не так: свет от спички (скорость которого, напомним, одинакова и в системе отсчёа пассажира, и системе отсчёта наблюдателя на платформе) будет двигаться к обоим стенкам вагона с одинаковой скоростью, но, пока он это делает, стенки вагона сами будут двигаться: передняя – удаляться от наблюдателя, задняя – приближаться к нему. И поэтому свет списки с точки зрения наблюдателя достигнет задней стенки быстрее, чем передней.
Это и есть относительность одновременности: событие (достижение светом стенок вагонов) происходит одновременно для одного наблюдателя и неодновременно – для другого.
На самом деле и при меньших скоростях происходит всё то же самое. Просто из-за малости скоростей релятивистские эффекты незаметны, и события кажутся нам примерно одинаковыми.
Но это ещё не всё. Оказывается, расстояния и размеры предметов в движущихся друг относительно друга системах отсчёта тоже изменяются!
Представим себе, что два человека решили измерить длину некоего протяжённого линейного объекта – скажем, некоей трубы длиной в несколько десятков километров. Для этого один из них отправляется в путь вдоль этой трубы на некоем транспортном средстве, движущимся с известной скоростью. Достаточно замерить время, которое понадобится на то, чтобы добраться с одного конца трубы до другого, умножить на скорость движения – и вот она, длина трубы!
Предположим, что наши наблюдатели для вящей точности решили засечь время независимо друг от друга. В этом случае к их удивлению выяснится, что длина трубы у них получилась разная! Потому что из-за релятивистского сокращения времени часы у движущегося и неподвижного наблюдателя покажут разное время!
Действительно, пусть неподвижный наблюдатель получил, что путь занял промежуток времени Δt0, и с его точки зрения длина трубы будет равной Vx Δt0. Но для движущегося со скоростью V наблюдателя этот промежуток времени сократится по формуле сокращения времени. Соответственно, длина трубы покажется ему равной:
то есть, окажется меньшей, чем у неподвижного наблюдателя. Если теперь интерпретировать ситуацию в системе отсчёта двигавшегося наблюдателя, где он сам был неподвижен, а труба двигалась относительно него, то получится, что длина движущегося объекта для неподвижного наблюдателя уменьшилась по сравнению с длиной, измеренной в неподвижной системе отсчёта (её ещё называют собственной для этого предмета).
Впоследствии были получены релятивистские формулы для многих других процессов и законов динамики и механики.
Несмотря на всю свою красоту и математическую стройность, теория относительности была слишком революционной, и многими была воспринята в штыки. Сотни теоретиков искали «дыры» в этой теории, и сотни экспериментаторов задавались целью её опровергнуть. Эти усилия пошли на пользу науке: в настоящее время Специальная теория относительности является одной из лучше всего проработанных и экспериментально доказанных теорий современной физики.
К примеру, проведены эксперименты, доказывающие независимость скорости света от выбора системы отсчёта. В одном из них измерялась скорость фотонов, испущенных распадающейся частицей, которая сама была разогнана почти до половины скорости света. Никаких отличий этой скорости от известного значения скорости света в вакууме обнаружено не было.
В тех же ускорителях частиц отлично наблюдается релятивистское сокращение времени: короткоживущие частицы, разогнанные до высоких скоростей, живут существенно дольше времени, чем «отведено им природой».
Сегодня всерьёз опровергать Специальную теорию относительности могут только откровенные научные фрики. Положения и формулы СТО используются в десятках отраслей современной жизни, от ядерных реакторов до систем спутниковой навигации. И сам тот факт, что эти штуки работают, подтверждает теорию.
Другое дело, что у теории относительности, как и у любой другой теории, существуют свои границы применимости. Так, специальная теория относительности не будет работать в условиях сильных гравитационных полей. Расширить её на эти условия призвана Общая теория относительности. Но об этом – в следующий раз.