Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Простір-час



План:


Введення

Простір-час (просторово-часової континуум) - фізична модель, яка доповнює простір рівноправним [1] тимчасовим виміром і, таким чином, створює теоретико-фізичну конструкцію, яка називається просторово-часовому континуумі.

Відповідно до теорією відносності, Всесвіт має три просторових вимірювання і одне часовий вимір, і всі чотири виміри органічно пов'язані в єдине ціле, будучи майже рівноправними і (в певних рамках, см.прімечанія нижче), здатні переходити один в одного при зміні спостерігачем системи відліку.

У рамках загальної теорії відносності простір-час має і єдину динамічну природу, а його взаємодію з усіма іншими фізичними об'єктами (тілами, полями) - є гравітація. Таким чином, теорія гравітації в рамках ЗТВ є теорія простору-часу (полагаемого в ній не плоским, а здатним динамічно змінювати свою кривизну).

Простір-час безперервно і з математичної точки зору являє собою різноманіття, яке зазвичай наділяють лоренцева метрикою.


1. Сучасні уявлення

Концепцію простору-часу допускає і класична механіка [2], але в ній це об'єднання штучно, тому що простір-час класичної механіки - пряме твір простору на час, то є простір і час незалежні один від одного. Проте вже класична електродинаміка вимагає при зміні системи відліку перетворень координат, що включають час "нарівні" з просторовими координатами (т. зв. перетворень Лоренца), якщо бажати, щоб рівняння електродинаміки мали однаковий вигляд в будь інерціальній системі відліку; безпосередньо спостережувані тимчасові характеристики електромагнітних процесів (періоди коливань, часи поширення електромагнітних хвиль і т. п.) також виявляються таким чином вже в класичній електродинаміці залежними від системи відліку (або, інакше кажучи, від відносного руху спостерігача і об'єкта спостереження), тобто виявляються не "абсолютними", а певним чином пов'язані з просторовим рухом і навіть положенням у просторі, що і стало першим поштовхом для формування сучасної фізичної концепції єдиного простору- часу.

Співпадіння математичним відзнакою простору-часу ( простору Мінковського, або, в разі загальної теорії відносності - чотиривимірного різноманіття з псевдоевклидовой метрикою відповідної сигнатури) від звичайного ( евклідова) 4-мірного простору є те, що при обчисленні відстані значення часу і довжин просторових координат беруться з протилежним знаком (у звичайному просторі відповідні значення рівноправні для будь-якої осі координат і мають однаковий знак).

У контексті теорії відносності час невіддільне від трьох просторових вимірів і залежить від швидкості спостерігача [3] (див. власний час).

Концепція простору-часу зіграла історично ключову роль у створенні геометричної теорії гравітації. У рамках загальної теорії відносності гравітаційне поле зводиться до проявів геометрії чотиривимірного простору-часу, який в цій теорії не є плоским (гравітаційний потенціал в ній ототожнений з метрикою простору-часу).

Кількість вимірів, необхідних для опису Всесвіту, остаточно не визначено. Теорія струн (суперструн), наприклад, вимагала наявності 10 (рахуючи часу), а тепер навіть 11 вимірювань (в рамках М-теорії). Передбачається, що додаткові (неспостережний) 6 або 7 вимірювань згорнуті ( компактіфіцірованнимі) до планківських розмірів, так що експериментально вони поки не можуть бути виявлені. Очікується, проте, що ці виміри якимось чином проявляють себе в макроскопічному масштабі. У найстарішому - бозонів - варіанті теорія струн вимагає 26-мірного осяжний простору-часу, тому припускають, що "зайві" виміру цієї теорії також повинні або можуть (або є надія, що так) бути компактіфіцірованнимі спершу до 10, зводячись таким чином до теорії суперструн, а потім вже, як згадано тут трохи вище, до 4 звичайних вимірювань.

Перший розгорнутий варіант моделі природного об'єднання простору і часу, простір Мінковського, був створений Германом Мінковським в 1908 [4] на основі спеціальної теорії відносності Ейнштейна, а дещо раніше (у 1905), ключове просування на цьому шляху зробив Анрі Пуанкаре, заклав основи чотиривимірного просторово-часового формалізму.


2. Поняття єдиного "простору-часу" в культурі Анд

Капак Раймі, початок року в інків, згідно Гуаману Поме де Айяла.

Для інків час поєднувалося з простором, як це виражається вже в самому слові кечуа pacha , Що значить час і простір одночасно. Ця синонімія між часом і простором означає, що перше показувалося конкретно і проектувалося на географічний простір. Час Пача поділялося на: справжнє - Пача, і минуле-майбутнє - ньавпа-Пача. І воно показується йде по колу:

  • як тому, це означає термін awpa pacha - минулий час,
  • так і вперед, бо це ж слово означає майбутнє час і простір попереду.

За уявленнями жителів Перу в XVI столітті, час-простір нескінченно, оскільки на питання історика Сьеса де Леона до індіанців, збагнули вони, що Світ повинен закінчитися, вони сміялися у відповідь. [5]


Примітки

  1. Точніше - майже рівноправним: насправді практично в будь-якій сучасній формулюванні часовий вимір зберігає деяку відмінність від просторових, хоча це часто замасковано. Ця відмінність проявляється насамперед у сигнатурі метрики простору-часу (див. Простір Минковского).
  2. Роботи В. І. Арнольда, зокрема, "Математичні методи класичної механіки".
  3. Притому, що формально перехід до рухається системі відліку аналогічний повороту осей у просторі Мінковського (і це дає простий і компактний спосіб перерахування реальних фізичних величин, тобто має цілком спостерігаються нетривіальні фізичні слідства!), Тим не менше, як би не інтерпретувати цю формальну аналогію з поворотом в звичайному просторі, на повороти в просторі-часі накладені істотні фізичні обмеження (також визначають обмеження аналогії простору-часу зі звичайним евклідовому простором, хоча б і чотиривимірним, тобто описується в даному примітці - це ще одна сторона якісного відмінності простору-час теорії відносності від "просто" чотиривимірного простору). Так, в рамках спеціальної теорії відносності неможливий, а в рамках загальної (де надійний аналіз всіх складних випадків сильно утруднений) - вкрай сумнівний, плавний (безперервний) поворот руху спостерігача в бік зворотного руху за часом (тоді як в звичайному просторі можна повертати в будь-яку сторону).
  4. Hermann Minkowski, "Raum und Zeit" - de.wikisource.org / wiki / Raum_und_Zeit_ (Minkowski), 80. Versammlung Deutscher Naturforscher (Kln, 1908). Published in Physikalische Zeitschrift 10 104-111 (1909) and Jahresbericht der Deutschen Mathematiker-Vereinigung 18 75-88 (1909).
  5. Сьеса де Леон, Педро де. Хроніка Перу. Частина Друга: Панування Інків. Глава XXVI. (Пер. А. Скромніцкій) - kuprienko.info / pedro-cieza-de-leon-cronica-del-peru-parte-segunda-al-ruso /

Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Простір-час теорії Ньютона
Простір
L p (простір)
Простір (пожежа)
Простір ідей
Простір імен
Інформаційний простір
Ультраметріческое простір
Унітарна простір
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru