Покадровая съёмка напоминает нам, что фотографии – это снимки, сделанные в определённом месте в определённое время, и каждый следующий момент отличается от предыдущего
Когда мы представляем себе способы перемещения по Вселенной, мы сразу же вспоминаем о трёх измерениях. Вправо-влево, вперёд-назад и вверх-вниз: три независимых направления декартовой решётки. Все они считаются измерениями – пространственными. Но мы часто рассуждаем ещё об одном измерении, другого типа: временном. Но что делает время измерением? На этой неделе читатель задаёт следующий вопрос:
Меня всегда удивлял континуум, состоящий из 3+1 измерения, пространства и времени. Почему всегда пишут о трёх пространственных измерениях и одном временном?
Начнём с изучения известных нам трёх измерений пространства.
На поверхности Земли двух координат, широты и долготы, достаточно для определения положения
На поверхности Земли нам обычно нужно две координаты для определения местоположения: широта и долгота, или положение по осям, направленным с севера на юг и с запада на восток. Если вы хотите спускаться под землю или подниматься над поверхностью, для описания вашей позиции вам понадобится третья координата – высота/глубина, или ваше положение по вертикальной оси. Ведь если кто-то находится точно там же, где и вы, с точки зрения широты и долготы, но при этом он расположен в туннеле под землёй или на вертолёте над вашей головой – нельзя сказать, что он находится там же, где и вы. Для описания вашего расположения в пространстве требуются три независимых частички информации.
Ваше положение во Вселенной описывается не только пространственными координатами (где), но и временными (когда)
Но пространство-время сложнее просто пространства. Положение стула, на котором вы сейчас сидите, можно описать тремя координатами – x, y и z. Но сейчас на нём сидите вы, а час назад, вчера или десять лет назад это могло быть не так. Чтобы описать событие, то знания, где оно происходит, не достаточно; кроме этого необходимо знать, когда, то есть, вам нужна временная координата, t. Впервые это сыграло большую роль в теории относительности, когда мы рассуждали о проблеме одновременности. Представьте себе два разных места, соединённых путём, по которому два человека идут, каждый из своего места, в другое.
Две точки, соединённые одномерным, линейным путём
Их поход можно представить, поставив два пальца с разных рук на две начальные точки, и проведя ими по направлению к цели. В какой-то момент им придётся пройти друг мимо друга, то есть ваши пальцы окажутся в одном месте в одно и то же время. В теории относительности это известно как одновременное событие, и оно может произойти, только при совпадении всех пространственных компонентов и всех временных компонентов двух различных физических объектов.
В этом нет ничего противоречивого, и это объясняет, почему нам нужно рассматривать время как измерение, в котором мы двигаемся, точно так же, как и любое из пространственных измерений. Но именно СТО Эйнштейна подвигла его бывшего профессора Германа Минковского разработать теорию, объединяющую три пространственных и одно временное измерение.
Плоское ли пространство или искривлённое, передвижение в пространстве влияет на передвижение во времени
Мы понимаем, что для передвижения в пространстве нужно передвигаться во времени; если в данный момент времени вы находитесь тут, вы не можете находиться в другом месте в это же время – вы можете попасть туда только попозже. В 1905 году СТО Эйнштейна научила нас тому, что скорость света является всеобщим пределом скорости, при приближении к ней вы начинаете испытывать странные явления замедления времени и сокращения расстояний. Но крупнейший прорыв произошёл в 1907-м, когда Минковский осознал, что из относительности Эйнштейна следует удивительный вывод: с математической точки зрения время ведёт себя так же, как пространство, за исключением с, скорости света в вакууме, и i, мнимой единицы v(-1).
Пример светового конуса, трёхмерной поверхности всех возможных световых лучей, приходящих в точку пространства-времени и исходящих из неё
Если сложить все эти открытия вместе, получится новая картина Вселенной, связанная с нашим движением в её рамках:
• Если вы не двигаетесь и остаётесь в том же месте пространства, вы двигаетесь во времени с максимальной скоростью.
• Чем быстрее вы двигаетесь в пространстве, тем медленнее вы двигаетесь во времени, и тем короче кажутся вам пространственные расстояния в вашем направлении движения.
• Если у вас нет массы, вы можете двигаться только со скоростью света, мгновенно перемещаясь в направлении вашего движения, без всякого течения времени. [точнее, с точки зрения безмассовой частицы, она не перемещается и время не движется — прим. перев.]
Для неподвижного наблюдателя время идёт нормально, а у быстро движущегося в пространстве часы идут медленнее, чем у неподвижного
С физической точки зрения последствия этого поразительны. Это значит, что всем безмассовым частицам присуща стабильность, поскольку для них не существует течения времени. Это значит, что нестабильные частицы, вроде мюона, созданные в верхних слоях атмосферы, могут достичь поверхности Земли, несмотря на то, что умножив их время жизни (2,2 мкс) на скорость света, мы получим расстояние в 660 метров, что сильно меньше пути, который им необходимо совершить. И это значит, что если вы возьмёте пару идентичных близнецов, оставите одного на Земле, а другого отправите в релятивистское путешествие в космос, то второй близнец по возвращению окажется моложе первого, поскольку для него пройдёт меньше времени.
Марк и Скотт Келли в Джонсоновском космическом центре. Один из них провёл год в космосе и постарел немного меньше, а другой оставался на Земле
Как писал в 1908 году Минковский:
Теории о сути пространства и времени, которые я хочу вам продемонстрировать, выросли на почве экспериментальной физики, из чего и происходит их сила. Они радикальны. Впредь пространство само по себе и время само по себе обречены обратиться в тени, и независимой реальностью останется только их объединение.
Сегодня формулировка пространства-времени ещё более общая, в неё включена присущая пространству кривизна – так обобщается СТО. Но причина того, что время – такое же измерение, как пространство, состоит в том, что мы постоянно движемся сквозь него, а записывают его в виде «3+1» (а не просто 4) потому, что увеличение движения через пространство уменьшает движение через время, и наоборот.
Фотоаппарат предугадывает движение объекта во времени – одно из практических применений идеи времени как измерения
Интересно то, что все, вне зависимости от их движения сквозь пространство по отношению ко всем остальным, будут видеть одинаковые правила, одинаковые действия и последствия. Если бы время не было таким измерением, законы относительности не работали бы, и концепция абсолютного пространства могла бы быть обоснованной. Чтобы физика работала так, как она работает, нам необходимо, чтобы время имело свойство измерения, и Вселенная беспрестанно обеспечивает нас подобными явлениями.
Итан Сигель – астрофизик, популяризатор науки, автор блога Starts With A Bang! Написал книги «За пределами галактики» [Beyond The Galaxy], и «Трекнология: наука Звёздного пути» [Treknology].
Tenebrius
Когда-то в детстве услышал мысль, мол наш мир не трехмерный, а четырехмерный (три пространственных и одно временное направление). Долго сопротивлялся принятию этой идеи — ну как так то, пространство и время не однородны же.
Может наш мир двумерный — есть измерение пространства и измерение времени?
Akon32
С обывательской точки зрения (это если не учитывать время и кучу "свёрнутых" измерений из разных теорий), чтобы задать положение объекта в пространстве в нашей реальности, нужно задать его положение по трём осям, поэтому пространство трёхмерно.
Tenebrius
Пространство трехмерно, да. Время одномерно. Мир обладает измерениями «пространство» и «время». Что-то вроде:
Но, по большому счету, это софистика.
ruslan_zasukhin
ну хоть кто то прямо говорит, что не смотря на 3+1 и красивые слова «пространство-время», само пространство трехмерное. Но тогда я задам вопрос
— а не кажется ли вам дамы и господа, что если пространство трехмерно, то говорить о его «кривизне» просто НЕКУДА?
Чтобы согнуть двумерный лист-плоскость вы обязаны иметь третье __пространственное__ измерение. Да?
Куда же «гнется» трехмерное пространство согласно ОТО?
Каждый кто попытается сказать что есть же время — идет мимо.
Гнуть вы можете только в 4е пространственное измерение, причем не-свернутое.
bopoh13
Ой, сейчас
ссагрязные тряпки полетят…ruslan_zasukhin
:) ну да, все ж мнят что они просветленные, понимают геометрию в формулах на бумаге
bopoh13
Ещё и «кучу работ» во всех научных дисциплинах публикуют, о возможности разогнуть «двумерный лист-плоскость» в исходное состояние, несмотря на то, что такое поведение совершенно не соответствует окружающей программе. И пусть они называют «свои работы» логичными и подводят под них алгебраические формулы, — эмпирические наблюдения никто обмануть не сможет (с гелиоцентризмом тоже долго «боролись»).
ruslan_zasukhin
Пример гелиоцентризма, уважаемый, как раз эмпирический. Не так ли? Не важно кому что кажется, или на бумаге рисуется — именно эмпирическое наблюдение с другой точки (орбиты) доказывает.
ruslan_zasukhin
Попробовал найти то что вы упомянули и так и эдак — не нашел в гугле. Если есть ссылочка под рукой бросьте плиз.
А то ж мне не очень очевидно в какое «исходное состояние» вы там разворачиваете элементарную плоскость :)
bopoh13
:) Когда описывал абстракцию, представлял "iPSCs vs Hayflick limit".
Akon32
Tenebrius
Если проводить аналогии, то гнется с использованием четвертого измерения, например. Я, увы, не настолько силен в понимании пространственно-временного континуума. :-)
А в моем примере три измерения или четыре или двадцать пять — не принципиально. Три довольно просто увидеть.
Возможно кроме времени и пространства есть еще что-то принципиально иное.
ruslan_zasukhin
Фантазии что есть некое 4е пятое или двадцать пятое измерение, которое трех-мерные существа не способны никак обнаружить — фантазии конечно интересные. Еще интересней какие свойства этих измерений пространства позволяют им прятаться от нас?
Все эти фантазии обосновываются фразой — представьте что есть двумерное существо в плоском мире. Он не может чуствовать третье измерение. Простите а если может? Вы сереьезно мне будете говорить что это было доказательство ??
Akon32
Если вы про пример, где наше трёхмерное пространство сравнивается с двумерным листом, который может изгибаться с помощью третьего измерения и соприкасаться с собой разными точками, — это не более чем одна из гипотез, в которой допускаются дополнительные измерения и всякие червоточины. Если не ошибаюсь, подтверждений этой гипотезе сейчас нет, и даже считается, что вселенная на больших масштабах плоская.
А в рамках ОТО описаны искривления пространства-времени, которые на протяжении многих лет действительно подтверждаются различными экспериментами.
И вообще, как мне показалось, теория относительности — это больше про скорости, чем про координаты.
SilverHorse
Прежде чем начинать нести подобную ерунду в комментах, для начала изучите матчасть хоть немного, на уровне хотя бы университетских учебников геометрии и общей алгебры. Читать до тех пор, пока не поймете, что слово «кривизна» в бытовом смысле к пространству-времени неприменимо в принципе. Правильнее говорить об изменении «структурных параметров» пространства-времени, от которых зависят траектории в нем (и то это некорректная аналогия, потому что у пространства-времени нет никаких внешних параметров, если только не считать таковым массу гравитирующего объекта, оно описывается своей метрикой само по себе).
А если это вы так решили толсто потроллить, тут затыкают рот быстро…
ruslan_zasukhin
Silver Вы прекрасны :) структурных параметров от которых зависят траектории в нем. Это вы про геометрию (науку) или физику?
Вы тут уже правы как никогда. Уважуха. Предположение что искривление пространства вызывает гравитацию — именно требует чтобы пространство МАГИЧСКИМ образом действовало на материю — опять же МАГИЧЕСКИ заставляя материю «гравитировать». Я правильно излагаю? :)
Эйнштейн именно этот момент в 1920 году упоминает в работе Эфир и Релятивизм.
Может быть вы способны даже назвать эти параметры или силы? Попробуете?
Но что то мне подсказывает что вы не сможете. Даже с университетскими книгами :)
SilverHorse
Искривление пространства не вызывает гравитацию. Искривление пространства — это и есть сама гравитация, это ее проявление. И «магически» ничто ни на что не воздействует. Пространство задано своей метрикой так, что присутствие в нем обладающего массой объекта определяет величину искажения траекторий относительно плоского пространства без массивных объектов (через гравитационный тензор Риччи и тензор энергии-импульса в уравнении Эйнштейна). Факт присутствия в пространстве массы заставляет пространство изменять свою структуру (которая может быть описана именно через траектории движения объектов в нем, определяемые метрикой этого пространства) таким образом, что мы воспринимаем это как гравитацию. Нет никакой магии или каких-то посредников между веществом и пространством — вещество и пространство неразделимы, и свойства пространства (тензор Риччи, отвечающий за кривизну в левой части уравнения Эйнштейна) определяются через энергию-импульс (то есть массу) присутствующего в нем вещества (тензор энергии-импульса в правой части). В этом и есть суть уравнения Эйнштейна в ОТО.
ruslan_zasukhin
Искривление пространства — это и есть сама гравитация, это ее проявление.
Вы правы — если повторять ОТО. В пределах ее логики ДА. Все что вы выше описали — я понимаю согласно этой логике. Но есть много но. Вы даете кучу прекрасных но недоказанных утверждений.
—
Вы физике обучались? То есть вы мне как физик пытаетесь объяснить да?
— «Факт присутствия в пространстве массы заставляет пространство изменять свою структуру» — механизм вот этого явления опишите?
— КАК ИМЕННО масса меняет структуру пространства?
— Какие именно параметры пространства вы знаете? Что меняется?
— Структура говорите? И из чего же по вашему пространство состоит? Если есть структура то есть части?
— Разве вы не можете убирать вещество из области? Получить аля-вакуум?
— Мне странно что вы тензором размахиваете. Для того чтобы обхяснить архимедову силу, я буду оперировать молеклуами, давлением, и тд Мне не нужно даже упоминать формулу. Тезор это просто матрица, набор циферок, тензор в природе не толкает планету к звезде. Это понимаем да?
Caseor
Очень жаль, что вы ни одно не перечислили.
Потрудитесь ознакомится с матчастью, там всё доказано математически.
А вы? Это не конструктивный диалог, больше похоже на тролинг.
Механизм не является объектом изучения физики. Физика отвечает на вопрос как, а не почему.
— Масса и кривизна взаимосвязаны.
— Как?
— Масса искривляет пространство.
— Почему?
— Вам в другое окно.
Туда же.
Метрика. Очень плохо, что вы не знаете этот термин.
Вот из частей и состоит, опять же учим матчасть.
Утверждение из-за глубокого непонимания или спросонья пост писали?
ruslan_zasukhin
Безграмотно вы тут пишите. Причем так много что даже ломает с вами беседовать.
Я уже в другом коментарии написал. Математику тензоры метрики — ребятки — уберите. Это все выдумки закарлючек на бумаге. Ваши буковки НИКАК не определяют почему в реальности что то происходит так или иначе. Они помагают только нам, что то считать.
Повторяю для вас лично. Подъемную силу крыла вы мне сможете объяснить БЕЗ математики? Я надеюсь что сможете. Вот за это давайте и зацепимся. А теперь с таким же успехом попробуйте без метрики тензоров рассказать мне про пространство — массу — искривление — гравитацию. Я весь во внимании :)
ruslan_zasukhin
— Какие именно параметры пространства вы знаете?
— Метрика. Очень плохо, что вы не знаете этот термин.
— Вот из частей и состоит, опять же учим матчасть.
Пространство — это пустота, по опредлению.
Это не атомы. Это не отрезки
Это даже не поле чисел из множества R :)
Вам доступна эта мысль? Еще раз — математику в сторонку отдвиньте. Вы ж о физической реальности говорить пытатесь.
Просто дайте определение — ЧТО ТАКОЕ ПРОСТРАНСТВО.
и все встанет на свои места
ruslan_zasukhin
Насчет КАК и ПОЧЕМУ. Странное у вас заблуждение.
Формула силы Архимеда — отвечает на вопрос КАК посчитать.
Но мы можем и качественно объяснить ПОЧЕМУ тело выталкивается, и почему на орбите архимедовой силы нет.
Спорить будете? Физика может отвечать на вопрос ПОЧЕМУ? Я слышал именно в этом главная задача физики. Если физика имеет формулу но не может рассказать почему, то это не круто.
Например физика не знает почему есть два электрических заряда, а не три или пять. Знают что есть два, а вот почему…
ruslan_zasukhin
— Масса и кривизна взаимосвязаны.
Как?
— Масса искривляет пространство.
1) Кто вам это сказал?
2) МЕХАНИЗМ опишите. Когда физик глаголит про поле он начинает хотя бы упоминать «носителей поля». Пространство = пустота. Масса искривляет пустоту. Метрику пустоты :) :) :) Масса влияет на цифры на вашей бумаге или на что то в реальности?
2) До вас тут товарищ Сильвер вчера сказал, что кривизна не настоящая а асбтрактная. Вот вы вдвоем соберитесь и определитесь — кривизна настоящая или абстракция?
Если это абстракция, тогда вы не покушаетесь на наше 3-мерное плоское пространство? Вы просто формулками балуетесь? Изменяющийся гравитационный потенциал в геометрию зарисовали и кривизну увидели? Тогда нет вопросов.
А если кривизна настоящая, тогда я хочу посмотреть на вашу беседу с Сильвером :)
Вот вам цитатка
SilverHorse
31.08.17 в 18:54
Читать до тех пор, пока не поймете, что слово «кривизна» в бытовом смысле к пространству-времени неприменимо в принципе. Правильнее говорить об изменении «структурных параметров» пространства-времени, от которых зависят траектории в нем
Caseor
Не увидел в цитате Сильвера утверждение, что:
С цитатой полностью согласен. В бытовом смысле мы бы это назвали сжатием, но термин есть термин. Ситуация схожа с термином ускорение, которое в бытовом смысле к замедлению не применимо.
Именно, в формуле нет ответа на «ПОЧЕМУ?», а только на вопрос «КАК?».
Я рад за вас, но это не отвечает на вопрос «почему формула именно такая?». Физика не дает на это ответ. Если завтра вдруг обнаружится другая формула, которая ещё более точно вычисляет выталкивающую силу, то никто сильно не удивится и Архимед
пойдёт на морозостанется в школьных учебниках.А вам кто-то обещал, что будут отвечать на вопрос «почему»? Я же прямым текстом утверждал обратное, но вы читаете по диагонали.
Но пока у вас в голове бардак:
беседовать совершенно бесполезно.
ruslan_zasukhin
Насчет что правильно и не правильно. Если вы мне сейчас заявили что кривизны нет, а есть только изменение «параметров-метрик», то не кажется ли вам что вы описали нечто подобное «полю»?
Поле это нечто, мы не знаем что, но там где оно есть, оно действует в каждой точке пространства на материю согласно такой то формуле.
Я правильно излагаю суть понятия? не противоречю университетским книгам? :)
Электро-магнитное поле — пример.
А вы помните когда в физике появилось это прекрасное «нечто»?
Хотите я вам приведу пример как можно ввести понятие «Архмедово поле»?
Вот перед вами банка с водой. В ней на погруженное тело действует архимедова сила — по такой то формуле. Все просто понятно. Без магии.
Теперь давайте скажем что воды нет. Она не нужна. Наши приборы ее не видят. А сила то есть. Что делать? Правильно, остается сказать — там в банке, есть волшебное Архимедово ПОЛЕ, в каждой точке оно действует на тело вверх и сила равна вот по формуле.
Похоже на то что сделали с ЭМ полем?
С «метрикой грав поля» самой по себе?
SilverHorse
Чушь про поля, которые вы обзываете «волшебными», стоит оставить на очень далекое будущее, когда вы поймете и осмыслите для себя понятие поля как физического объекта.
ruslan_zasukhin
а может быть вам стоит понять что математические формулы — не есть реальность? И люди могли бы не появиться во вселенной вообще, и не придумать тензоры, но планеты летают. Да? Эта мысль логична да?
В таком случае попробуйте оперировать
не математическими фомулами и понятиями, а физическими.
Или вы не способны понять разницы между формулой и физическим смыслом?
Если вы говорите материя меняет стуктура пространства, будьте любезны опишите эту структуру, КАК именно материя меняет ее? На какие кнопочки нажимает? Какие силы участвуют?
ruslan_zasukhin
Сильвер, можно я продолжу? Дочитался что вы упомянули именно «учебников геометрии и общей алгебры.»
— Простите, а разве алгебра или геометрия хоть как то описывают взаимодействие математической геометрии И МАТЕРИИ?
— Простите, геометрий написано несколько, а в реальности какая? Только ж одна должна быть в реальности да? А остальные тогда вы назовете как? Абстракции? Фантазии тобишь? Да?
— Простите, а если кривизны нет в «бытовом смысле», то о «червоточинах» когда листик сгибают и карандашом протыкают это профонация? Червоточин быть не может в реальности? Или может? Но вы ж говорите кривизна не в том смысле…
Вы простите что я столько тупых вопросов задаю
Как говорится один дурак их столько может задать :)
SilverHorse
Геометрия одна. Наука такая, раздел математики. А то, о чем вы говорите, называется метриками. В более широком плане относительно построенных вокруг них аксиоматических систем употребляется термин «геометрия», например, в названиях «геометрия Римана» (описание поверхностей и пространств с метриками положительной кривизны), «геометрия Лобачевского» (то же, но отрицательной). И к ОТО это отношения не имеет, ибо там оперируют другими, намного более широкими математическими абстракциями.
Это абстракция, которую вы, похоже, понять не способны, так как воспринимаете ее буквально, вместо того, чтобы понимать суть, заключающуюся в существовании пространственных интервалов разной длины между двумя точками пространства.
ruslan_zasukhin
1) геометрии — метрики вы типа умничаете. Пропускаем.
3) Уважаемый Сильвер, абстракции они на бумаге. Или в голове.
А вот если это ФИЗИКА и реальность то завтра инженеры должны быть способны создать машинку, которая эту червоточинку создаст. Возражения будут?
А если это абстракция — и в реальности этого нет, не было и не будет, то простите, Вы мне про научную фантастику рассказываете? Фантазии/ Галюцинации?
Вы сами понимаете где у вас абстракция а где реальность? Уверенны?
2)
Еще раз. Геометрия описывает взаимодействие пространства и материи? :)
Удивите? Теоремку назовите из геометрии где про материю говорится? Или хоть что то кроме общих высокопарных фраз?
agugnin
ИМХО пространство не столько гнется, сколько сжимается/растягивается, а этот фокус легко провернуть и с двумерным пространством
ruslan_zasukhin
нет :) Имхо вы материю можете сжимать растягивать.
Убираем материю — остается пустота. Берем тиски начинаем сжимать :)
UnhappyPanda
Надо быть очень аккуратным в таких «бытовых» примерах. Представьте опыт: Возьмите обычную трёхмерную прямоугольную губку для мытья машины. Её грани замечательно описывают трёхмерное пространство, т.к. совпадают с осями координат системы, которые на её углу можно построить. Сожмите её с одного края так, чтобы она стала меньше, чем с другого. Грани-«оси» исказились в сторону центра, туда же, где плотность губки теперь больше. Похоже на искривление пространства в точке повышенной гравитации? В общем, если не задумываться, то да, похоже, и кто-то даже может этим примером пытаться объяснить что-то, например детям, которые еще не в состоянии понять более сложных вещей. Но реально это очень большая абстракция, на примере которой опровергать ОТО нельзя, конечно же. Вот и с вашим примером то же самое, он не то, чтобы совсем в корне несостоятелен, но слишком далек от теории, которую вы хотите с его помощью обсуждать.
ruslan_zasukhin
Спасибо, но я как раз отличаю материю от пространства.
Ваш пример — нет не похоже.
Люди одно дело представлять геомтерии на бумаге.
Говорить о геометрии глобуса…
Но другое дело понять что для того чтобы по сферическому глобусу двигалось некое тело, оно должно иметь сцепление с этим сферическим пространством дабы следовать его кривизне/метрике и так далее.
На самом деле пространство обладает как раз противоположным свойством — оно дает телу степеня свободы для движения. Летит себе тело и летит. Оно не ударится в пустом пространстве ни обо что. Оно не изменит свою траекторию, ибо пространство по определению (физическому) это пустая сцена.
А вы пытаетесь сказать себе и мне и всем — что пространство начнет тянуть тело за какие то невидимы ниточки. Осознайте этот момент.
Вы на орбитальной станции держите глобус, положили на него шарик толкнули — будет шарик катиться по глобусу или все таки плюнет на него и пойдет по прямой? Чтобы шарик катился по глобусу вам нужно например его намагнитить — тогда да, он — будет следовать кривизне сферы
Вы обязаны объяснить сразу два механизма в случае гравитация = искривление
— как именно масса действует на пустоту?
— как пустота действует потом на другие тела.
Не применяя никаких математических терминов.
Вы ж сможете объяснить как работает подъемная сила крыла без единой формулы? Сможете ж да? Вот будьте любезны опишите без тензоров метрик и прочей мат-ерунды смысл и механизм, то есть два вопроса выше.
UnhappyPanda
Интересная манера вести разговор в стиле «я буду нести бред, а вы все доказывайте, что это я не прав». Спасибо, воздержусь.
OneOfUs
А ничего, что материя и есть пространство? «Убрать из пространства материю» звучит как «убрать из океана воду». Убрал и что? Океан перестал существовать.
Попробуйте представить: вы ограничили некоторое пространство и решили убрать оттуда материю. Вы вытащили оттуда все предметы, откачали воздух до последней молекулы. Пространство без материи. Ура получилось! НЕТ. там остались протоны, нейтроны, электроны, фотоны, мюоны, мезоны, нейтрино, кварки… Там осталась МАТЕРИЯ. Уберите всё это, попробуйте. Попробуйте снизить энергию этой области до 0К. Не до температуры реликтового излучения, а именно чётко до 0К
VuX
Видимо плоскости пространства гнуться. Мне кажется что время это не измерениее и более того его придумали чтобы отделять различные объекты или сущности друг от друга в одних и тех же координатах. Правда абсолютного начала отсчета нет не только у времени, но и у пространства.
Welran
Зачем вам третье пространственное измерение для изгибания двухмерного пространства? Математически оно вам совершенно не нужно. Оно вам нужно только для того что бы представить его в своих мыслях. Это просто метрика пространства.
coturnix19
там все гораздо хуже, для того чтобы вообразить процесс изгибания 3+1 мерного пространство-времени, в общем случае его необходимо вложить в 8 (восемь!) измерений
xxxkms
Не обязательно. Представте пространство в виде разлинованной резиновой пленки, если давить на нее пальцем из 3го измерения она будет в него выгибаться. А если мы будет растягивать в двух или более местах пленку не выгибая ее в 3е измерение? Разметка искривиться, но пленка останется плоскостью.
VuX
Но пространство ведь не пленка, За что тянуть, куда давить?
Tatooine
Пространство не пленка. Пространство трехмерно. Представьте сферу из желе. Или баллистического геля. Или любого другого материала которое было достаточно упругое что бы держать форму, но при этом позволяла делать локальные искривления
VuX
Я не о том. В пространство в принципе некуда надавить и не за что потянуть. Так что сравнивать пространство с чем-то материальным как минимум не корректно.
xxxkms
Ну тем не менее масса или энергия чудненько его растягивают. А эта аналогия с пленкой всего лишь должна показать, что для искривления вовсе не обязательно наличие высших измерений.
OneOfUs
Так же не корректно сравнивать плоскость с плёнкой, как минимум потому, что плёнка всё же 3-мерна, не смотря на то, что в 3-м измерении её размер пренебрежительно мал.
Я предполагал взять не гель, а губку, а в центре губки ниткой завязать узел. Узел будет являть собой массивное тело. Захваченные при завязывании узла волокна (ткань) губки деформируются, не деформируя внешние границы губки. И если внутри этой губки двигаться вдоль «волокон» мы придём к узлу. Опять же получается деформирование ткани пространства (губки) в 3-х измерения не затрагивая более высшие порядки
Tatooine
Опять же беря из статьи — что бы задать точные координаты нужно 4 измерения. Договорились, например. вы с другом встретиться в точке с точными координатами по трем осям. но пришли в разное время — встреча не состоится.
ruslan_zasukhin
Эта картинка ответ что ли?
Тут просто кривая арматура нарисована в пределах нашего плоского 3-мерного пространства. Возьмите что то гибкое и согните. И? вы согнули материю или искривили пространство??
Akon32
Вы отрицаете гравитационное искривление пространства? Результаты экспериментов вас не убеждают?
ruslan_zasukhin
хороший прикол :) Простите каких экспериментов?
Anarions
Тот же LIGO задетектировавший гравитационные волны (волнообразное искревление пространства).
ruslan_zasukhin
Ну да?!
— А с помощью какого прибора?
— Ответ: Интерферометра подобного прибору Майкельсона-Морли?
— А они прямо искривление пространства увидели? Или может быть косвенно все таки?
— Сдвиг интерференционной картины увидели
Напомнить что в 1900 году считалось что если сдвиг будет, то это эфир обнаружен? А теперь этот же факт значит что волны? гравитационные? да еще вследствие искривления пространства-времени и никак иначе. :)
Anarions
По сути — изменение расстояния между двумя фиксированными точками
Сдвиг относительно направления движения земли. Странно что вас так удивляет что одним и тем же прибором можно зафиксировать разные явления.
ruslan_zasukhin
Странно что вас это не удивляет :)
— А в 1900 году точки были не фиксированные?
— Еще примеры такие назвать можете? Термометром например скорость померять?
Anarions
Термоментром можно померять температуру воздуха — и сказать о погоде, и температуру тела — и сказать о заболевании. Точно так же были описаны два сильно отличающихся измерения, одно должно было зафиксировать сдвиг интерференционной картины при изменении ориентации интерферометра относительно направления движения земли, другое — гравитационные волны, приходящие с одного направления и регистрируемые на всей территории земли, безотносительно направления её движения. Эксперименты принципиально разные, хоть и используют один и тот же инструмент. Или вы хотите сказать что используя термометр можно поставить всего-лишь один единственный эксперимент об одном единственном физическом явлении?
kauri_39
Здорово вы про обнаружение эфира в виде гравитационных волн. Я про это ещё на "Элементах" говорил, но не в такой убийственной формулировке. Запомню и буду использовать.
Общеизвестно, что пространство — это энергетически плотная среда — физико-космический вакуум. Или эфир. Тогда гравитационные (квадрупольные) волны в ней — это периодические колебания её плотности. И если они вызывают периодические возвратно-поступательные смещения объектов (отражательных зеркал в интерферометре), а собственно гравитация вызывает только поступательное ускоренное смещение объектов к её источнику, то гравитационным полем в таком случае является ускоренное движение среды (эфира/вакуума) от области её высокой плотности в сторону низкой плотности — к поглощающей её материи.
Именно таким образом материя воздействует на пространство и "искривляет" его — изменяет его метрику с евклидовой на риманову. В космологическом масштабе энергетическая плотность эфира/вакуума постоянна (космологическая постоянная), что проявляется в плоскостности (евклидовости) вселенского пространства. Следовательно, искривление (римановость) этого пространства вокруг массивных тел может быть вызвана лишь изменением плотности среды материей тел.
Каким именно — увеличением или уменьшением — подсказывает эффект Казимира, в котором в наномасштабах действует наногравитация между пластин. Считается, что между ними снижена энергетическая плотность вакуума — из неё вычитается энергия виртуальных фотонов с длиной волны, кратной величине зазора между пластинами. Значит, и массивные тела снижают вокруг себя плотность эфира, и более протяжённый и плотный эфир вокруг них, расширяясь, придавливает тела друг к другу. Это и есть гравитация.
Такую же природу гравитации предполагал Ньютон ("Оптика", 3 книга, 21 вопрос). Но верную идею скомпрометировала "теневая" гравитация Лесажа, поскольку частицы его эфира — эфироны — должны были летать в пустоте с такой большой скоростью, что, по подсчётам Максвелла, вызывали бы расплавление тел. Тогда, видимо, и отделили эфир от гравитации, стали считать его полностью стационарным, сквозь который летят небесные тела. Создающийся при этом для обитателей тел эфирный ветер искал Майкельсон с известным эффектом.
Эфирный ветер всё же нашли — его гравитационный поток, вертикально втекающий в массивные тела с закручиванием по ходу их вращения. Но объясняли его уже в соответствии с ОТО и назвали гравитационным покраснением фотонов (опыт Паунда-Ребки). Хотя понятно, что встречное движение среды (к телу) снижает частоту (энергию) летящих от тела волн (фотонов) для наблюдателя на орбите. И наоборот, при попутном движении среды и фотонов для наблюдателя на земле частота растёт.
Эфир, втекающий в Солнце и закручивающийся его ядром (в ОТО — эффект увлечения пространства вращающимся телом), вращает и орбиту Меркурия.
Но долго такая ситуация в физике не продлится, я надеюсь. Старые представления о гравитации вымирают вместе с их носителями. Понимание природы этого явления однажды будет выражено через формулы, которые опишут притяжение в любых масштабах и без поправок в виде тёмной материи. Эпоха "гравитационных эпициклов" уйдёт в прошлое, а мы будем помнить, что участвовали в смене эпох.
Caseor
Энергия фотонов снижается без всякого встречного потока. Вы привлекаете лишнюю сущность.
Странно, что в пишите про эфир после экспериментального подтверждения несостоятельности этой гипотезы.
ruslan_zasukhin
Может быть вы про отклонение луча света от звезды Солнцем? Это было чуть ли не первое «экспериментальное подтверждение».
— Так вы не поверите — без искривления пространства — он тоже должен отклоняться. Там только в цифрах разница была. Типа 0,8 против 1,6 градуса (по памяти).
Anarions
Как безмассовая частица должна отклониться от своего пути гравитацией без искревления пространства?
ruslan_zasukhin
1) Это чтобы обосновать скорость света, вам сказали что фотон без массы да?
Реальная частица с энергией может быть без массы?
Е = мс2, масса ноль — энергия ноль? :)
2) ну вы можете почитать историю физики, или хотя бы здесь, по Ньютону бла бла бла ru.wikipedia.org/wiki/Гравитационное_отклонение_света
Anarions
Привели сокращённую формулу для покоящегося тела и рисуете свои смайлики, будто что-то умное сказали. Пользуйтесь полной формулой учитывающей импульс.
E^2=(mc^2)^2+p^2c^2
2) и в формуле используется гипотетическакя МАССА фотона, хотя я попросил вас описать механизм воздействия гравитации на безмассовые частицы. Нужно было начинать с того что вы отвергаете достижения физики за последние сто лет, и не умеете читать элементарные формулы.
norlin
Не претендуя на какую-либо научную значимость/достоверность, мне нравится модель, в которой размерность нашего пространства-времени определена в четырёхмерных сферических координатах, где время – это радиус сферы, а привычное трёхмерное пространство – поверхность четырёхмерной сферы.
Кроме того, сюда хорошо вписывается идея, что все объекты всегда движутся с постоянной скоростью равной скорости света, просто вектор этой скорости может менять направление в рамках четырёхмерного пространства-времени.
Это многое бы объяснило, включая гравитацию и расширение Вселенной.
Например, если объект неподвижен в рамках трёхмерного пространства, значит вся скорость движения приходится на ось времени. Если же объект движется в пространсте, то на ось времени приходится меньшая проекция вектора скорости и, соответственно, для данного объекта проходит меньше времени.
В этом случае фотоны, движущиеся со скоростью света в пространстве, вообще не движутся по оси времени.
norlin
p.s. написал комментарий ещё не дочитав статью, а там про это же самое и говорится.
vlad1988_1
Про двух астронавтов хочется спросить что несколько минут так изменят внешность? Скорее поверю что оставшийся на Земле огорчился и стал больше пить, вот и результат. Неубедительный и неуместный пример которые иногда используют научные фрики или школьники плохо знающие физику.
vlad1988_1
0.00003(в день) * 365 = 0.01095 (секунд!!!)
Anarions
Эм, они просто выглядят по разному, и возраста разного, этож не братья близнецы, чтобы по внешности судить кто больше постарел. А разницу в их возрасте только атомными часами и замерить.А не, они именно близнецы. Но при этом выглядящий старше — вполне может быть летавшим в космос. В общем их внешний вид — не следствие релятивистских эффектов. Скорее всего вообще дело в выбритости\стрижке
SilverHorse
Или в очень неслабых нагрузках, которые переносит человек в полете. Все-таки у Скотта налет в десять раз больше (Вики отмечает 540 суток в космосе), чем у брата.
SilverHorse
Хотя как сами братья отмечали в одном интервью по итогам года в космосе для Скотта, особой разницы друг в друге они не нашли. :)
Kriminalist
А эти чуваки на фотке точно однояйцевые?
И вообще, с точки зрения стороннего наблюдателя, близнецы просто разлетелись в стороны, а потом слетелись. Почему один должен был постареть больше?
VuX
Думаю это просто картинки из раздела юмора. Понятно что различные условия жизни, усы и прищуренные глаза изменяют внешность.
superconductor
Время течёт медленнее вблизи массивного тела. В частности, на горизонте событий чёрной дыры оно совсем останавливается.
Welran
Скорее 50 лет и бритвенные принадлежности. Ну и в данных условиях моложе будет тот близнец который родился позже. Всё таки разница между моментами рождения на много порядков больше чем разница полученная из за релятивистского путешествия на орбиту Земли.
Ну и НАСА конечно совершила этот эксперимент не для того что бы проверить насколько один станет старше другого.
andrey_aksamentov
Имхо Время есть измерение влияния гравитации на трехмерное измерение. Принято считать что мы находимся в пространстве времени и воспринимаем его, можем измерять и влиять на течение, с помощью температуры.
andrey_aksamentov
Имхо суть в том, что время часть некоего пятого измерения — гравитация время.
maslyaev
Четвёртое измерение, которое время, в корне отличается от всех остальных, и об этом не надо забывать. По пространству мы можем двигаться кругами, возвращаясь в одну и ту же точку, а по времени — дулечки. Нельзя в некой точке времени что-нибудь заныкать, а потом за своей нычкой вернуться. Соответственно, подмешивая четвёртую координату к трём другим, мы теряем столь ценное свойство, как доступность любой точки. И ещё куча полезных свойств. Например, в получившемся пространстве невозможно без существенных ограничений иметь объёмные (теперь это уже гиперобъёмные) фигуры. Что, например, в таком пространстве могло бы иметь форму гиперсферы?
По ходу дела та четырёхмерная конструкция, которая показана на рисунке «Пример светового конуса...» — это просто визуализация (хоть и на редкость удобная для некоторых применений), и относиться к ней слишком серьёзно, как к чему-то существующему именно в таком виде, не нужно.
Точно так же мы можем к получившимся четырём измерениям добавить пятое. Например, напряжённость электрического поля. Или температуру. Или средний доход на душу населения. Или что угодно ещё. Тоже получится полезная визуализация. Тоже будут формулы, завязывающие всё вместе в единое целое. Но это ведь не будет означать, что наше пространство действительно такое вот не-пойми-сколько-мерное.
OneOfUs
А где картинка реликтового излучения, развитие вселенной от большого взрыва и описание, с чего всё началось? Не похоже на Итана ^_^
maslyaev
Картинка с чёрной дырой есть — уже половина дела сделана. Не придирайтесь.
SkyPhantasm
Смотрел я передачу про Пирамиды в Перу и про то ли Ацтеков то ли Майя. Запомнилось что у них в языке не было разделения пространства и времени, сейчас в 21-ом веке это было бы удобно. Так же понравилась теория: вполне возможно что понятия «время» не существует вообще это всего лишь наше субъективное восприятие чего то более глобального что мы не в состоянии осознать.
Toxygen
Как вы себе это представляете?) Как фразу «встретимся в 18:00 у метро» можно выразить в более удобном виде?
jcksmt
Вселенная для нас двумерна. Два измерения пространство и время. Пространство содержит в себе 3 размерности(которые вложены). В принципе вселенная многомерна. Просто остальные измерения для нас пока недоступны.(или для наших инструментов)
erwins22
Вообще есть мнение что наша вселенная 3+1 потому что вселенная 2+1 вырождена в ОТО (тензор Вейля обращается в 0), а вселенная 4+1 обладает стабильными ЧД в виде тора и других поверхностей и голографически вырождается в 3+1.
Но это одно из десятков тысяч предположений.
Tatooine
Кстати, никто не думал о том что наша реальность не трехмерна плюс одно измерение времени, а одномерно — в ней есть только время. А три пространственные измерения — дополнительные.
Ведь если перемещаться в пространстве мы можем, а по времени нет.
SkyPhantasm
Мы и в пространстве то толком перемещаться не можем, я сижу на стуле, но двигаюсь вместе с Землёй, она в свою очередь двигается вместе с нашей Солнечной Системой а та вместе с Млечным путём. То есть относительно каких то абсолютных координат пространства и времени я никогда не смогу вернутся в ту же точку.
MrLibra
Каждый раз при прочтении таких статей я никак не могу уложить в голове утверждение о том, что движение объекта в пространстве замедляет его движение во времени. Скорость движения как определяется? В глобальной сетке координат пространства? Вот летит куда-то вся солнечная система, а в ней против хода ее движения летит комета. Собственная скорость перемещения кометы какая будет, как ее посчитать? На интуитивном уровне кажется что ее некая общая скорость будет условно меньше, например, солнца. Значит она по шкале времени движется быстрее солнца?
erwins22
простое объяснение.
На листе нарисуй 2 оси. Одна, ось времени, а вторая пространство.
Нарисуй кривую линию.
По линии ты движешься с постоянной скоростью (скоростью света), но вот по оси t ты движешься с разной.
Akon32
Да, как-то так, суть в том, что все объекты всегда движутся со скоростью c, но часть этой скорости — движение во времени, а часть — движение в пространстве.
Tatooine
Хэх… тогда получается что время движется с отрицательно скоростью. А скорость света это 0. И что бы начать двигаться во времени в обратную сторону нужно преодолеть 0…
Akon32
Более точно расписано в формулах в разных книжках.
Tatooine
Я таких книжек, к сожалению, не читал.
Подскажете?
Akon32
Ниже я писал, Брайан Грин "Ткань космоса. Пространство, время, и текстура реальности". Может, есть и более понятные книги, в этой есть определённое количество "воды".
MrLibra
У меня вопрос в том, как измерить скорость произвольного объекта (пусть комета), чтобы понять его движение по оси t? Или так: относительно чего меряется скорость произвольного объекта (пусть кометы)?
Akon32
В книге Брайана Грина "Ткань космоса. Пространство, время, и текстура реальности" это как-то неплохо разъясняется. К сожалению, не могу найти формулы, но суть в том, что движение объекта (относительно базовой системы отсчёта) в пространстве со скоростью {x;y;z} и движение его во времени (относительно базовой системы отсчёта) со скоростью t связаны формулой наподобие с^2 = x^2 + y^2 + z^2 + (c*t)^2. Если скорость {x;y;z}={0;0;0}, то во времени объект движется с "обычной" скоростью t=1 (время не замедляется, часы объекта идут нормально), если скорость {x;y;z} не равна нулю, то движение во времени "вынуждено" замедляться (t<1) вплоть до 0 при скорости с (часы объекта не идут, если смотреть из базовой системы отсчёта).
Могу что-то путать в формуле, рекомендую почитать вышеупомянутую книгу.
MrLibra
Что в космосе будет базовой системой отсчета?
Tatooine
В космосе наверное единственная точка отсчета всего и вся — большой взрыв
Akon32
Любая выбранная в качестве "базовой" система отсчёта (возможно, есть какие-то дополнительные требования).
erwins22
относительно реликтового излучения.
Caseor
Любая инерциальная система отсчёта (ИСО).
В разных ИСО тело будет иметь разную скорость, и соответственно разное замедление времени, но тут нет противоречия. Замедление времени чисто наблюдательный эффект, поэтому он зависит от выбора ИСО.
Если сейчас мимо нас пролетят две ракеты с разной скоростью и оттуда на наши часы будут смотреть, то им будет казаться, что наши часы идут медленнее их собственных, но в каждой ракете замедление насчитают разное. И наоборот — нам будет казаться, что время в этих ракетах замедлено, но на разную величину.
Urub
> Замедление времени чисто наблюдательный эффект
т.е. замедления времени не существует?
Caseor
Обычно в таких вопросах используется фраза «на самом деле». А ответ — нет никакого «на самом деле». Так и надо воспринимать — реальность у каждого своя.
coturnix19
— на самом деле, ускоряет его движение сквозь время, т.к. с точки зрения стороннего наблюдателя, движущийся в пространстве объект проходит одно и то же расстояние сквозь время за меньшее собственное время чем неподвижный.
MrLibra
В какой системе отсчета?
coturnix19
той, в которой он — движущийся (т.е. не его личной)
SkyPhantasm
Как я понимаю экспериментально это доказано(промерено) на частицах микромира. Но как показал Шрёдингер не все свойства микромира можно перенести в макромир. Это я к чему: есть какие либо доказательства или наблюдения подтверждающие это в макромире? Пример с братьями в статье таковым не считаю, там, по-моему мнению, комплексное влияние.
erwins22
время замедляется в ракете. Проверено.
Caseor
Квантовые эффекты не переносятся, но замедление времени это не квантовый эффект. И если он работает на квантовых объектах, то и на других он тоже работать должен, ведь всё материальное состоит из квантовых частиц.
erwins22
«если он работает на квантовых объектах, то и на других он тоже работать должен» — у вас есть доказательство? Я например нигде не читал столько жесткого заявления. Есть такое понятие как предельный переход между классической и квантовой механикой и есть чисто квантовые эффекты.
«замедление времени это не квантовый эффект» — это эффект СТО которая лежит в основе и ОТО и КТП.
Caseor
erwins22
зависит от интерпретации квантовой механики. В разных по разному.
Caseor
Я про другое. Замедление времени не физический процесс/состояние, как например, суперпозиция. Случилась редукция волновой функции или не случилась — состояние частицы разное и мы может это в эксперименте измерить. Т.е. это объективная реальность (реальность объекта).
Замедление времени это не состояние и не процесс, его нельзя измерить локально, т.е. это субъективная реальность (реальность наблюдателя).
erwins22
редукция волновой функции есть не во всех интерпретациях.
Caseor
Да не принципиально что при этом происходит, важно, что воздействие является объективной реальностью, как и последующее поведение.
Насколько замедлится время частицы можно влиять только выбором системы отсчёта, без воздействия на саму частицу.
MIBsky
Как то вообще все запутано. Одно тело не подвижно, второе двигается. Для первого время идет быстро, для второго медленно. Допустим второе тело совершило виток и вот они встретились. Получается что первое тело обогнало второе по оси времени, но при этом они находятся в одно время в одном месте. Т.е. стартуя в одно время и пройдя разные временные отрезки они оказались в одной точке времени? Время тоже искривляется?
Caseor
Нет абсолютного времени и абсолютного пространства.
Они прошли разный путь, двигаясь в пространстве и во времени по-разному. Мы тоже можем с другом выйти из одной точки и разными путями добраться до другой точке и причём прибыть туда одновременно. У двух друзей был разный путь в пространстве, но они могли встретится в одной точке, ничего удивительного. А тут добавляется ещё и разный путь во времени, которое у каждого своё.NoFateMan
Мне лично помогло понять данную теорию следующий пример.
Основываясь на том, что мы не можем передвигаться в пространстве со скоростью большей скорости света, представьте корабль летящей со скоростью Sсв — 3км/час и вы двигаетесь относительно корабля 5 км\ч от кормы к носу со скоростью. Выходит относительно пространства Вы двигаетесь со скоростью превышающей скорость света. В итоге Надо просто понять что мы находимся на какой-то координате времени зависящей от движения нас в абсолютном пространстве. учитывая скорость млечного пути, солнечной системы, планеты. Другой вопрос в том что мы, не способны чувствовать течение времени, в принципе, так как наше сознание работает на частицах которые тоже имеют массу и подчиняются этим законам. Хорошо хоть можем это понять.