Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Сила как искривление пространства






    Ньютон понимал пространство и время как огромную пустую арену,
    где события происходят в соответствии с его законами механики.
    Когда-то сцена была полна чудес и тайн, но, по существу, оставалась
    инертной и неподвижной, лишь пассивной свидетельницей ритуаль-
    ного танца природы. Однако Эйнштейн перевернул это представле-
    ние. Для Эйнштейна сама сцена становится важной составляющей
    жизни. Во Вселенной Эйнштейна пространство и время уже не были
    статичной сценой, как предполагал (и предписывал) Ньютон, — они
    приобрели динамичность, изгибались и извивались причудливым
    образом. Представьте, что сцену жизни заменил батут, на котором
    все актеры мягко проседают под собственным весом. При таком по-


    ложении дел мы увидим, что сцена становится столь же важной, как
    и актеры.

    Представьте, что на кровать положили шар для игры в боулинг и
    он мягко утопает в матрасе. Теперь подтолкните небольшой шарик
    по искривленной поверхности матраса. Шарик будет двигаться.
    Ньютонианец, увидев с большого расстояния шарик, огибающий
    большой шар, пришел бы к выводу, что существует некая таинствен-
    ная сила, с которой шар для игры в боулинг воздействует на малень-
    кий шарик. Он сказал бы, что шар для боулинга мгновенно воздей-
    ствует на маленький шарик, притягивая его к центру.

    Для релятивиста, который наблюдает движение шарика с близкого
    расстояния, совершенно ясно, что никакой силы не существует вооб-
    ще. Есть лишь искривление матраса, которое и заставляет шарик дви-
    гаться по кривой. Он говорит: «При чем тут притяжение? Есть лишь
    давление, которое оказывает матрас на маленький шарик. Теперь
    возьмем вместо шарика Землю, вместо большого шара — Солнце, а
    вместо матраса — Космос, и мы поймем, что Земля движется вокруг
    Солнца не из-за гравитационного притяжения, а потому, что Солнце
    искажает космическое пространство вокруг Земли и тем создает дав-
    ление, заставляющее Землю двигаться по окружности.

    Таким образом, Эйнштейн пришел к выводу, что гравитация боль-
    ше похожа на материю, нежели на невидимую силу, действующую
    мгновенно в пределах всей Вселенной. Если быстро встряхивать
    материю, то образовавшиеся волны побегут по ее поверхности с
    определенной скоростью. Это разрешает парадокс исчезнувше-
    го Солнца. Если гравитация — побочный продукт искривления
    материи пространства-времени, то исчезновение Солнца можно
    сравнить (вернемся к матрасу) с резким подскоком с постели шара
    для игры в боулинг. Когда матрас резко возвращает себе первоначаль-
    ную форму, по поверхности простыни бегут волны, двигающиеся
    с определенной скоростью. Таким образом, сведя гравитацию к ис-
    кривлению пространства и времени, Эйнштейн смог примирить ее с
    теорией относительности.

    Представьте себе муравья, пытающегося бежать по смятому листу
    бумаги. Он будет передвигаться, раскачиваясь, будто пьяный матрос,
    влево и вправо. Муравей горячо возразил бы, что он не пьян, утверж-
    дая, что его качает таинственная сила, дергая то влево, то вправо.


    Для муравья это ничем не заполненное пространство полно таин-
    ственных сил, мешающих ему идти прямо. Однако, глядя на муравья
    с близкого расстояния, мы видим, что никакая сила его не тянет. Его
    «толкают» складки мятого листа бумаги. Силы, воздействующие на
    муравья, — это всего лишь иллюзия, вызванная искривлением про-
    странства. Воздействие силы — на самом деле лишь «толчок», когда
    он перешагивает через складку бумаги. Другими словами, не гравита-
    ция притягивает, а пространство отталкивает.

    В 1915 году Эйнштейну наконец удалось завершить то, что он
    назвал общей теорией относительности, и это стало фундаментом,
    на котором покоится вся космология. В этой удивительной картине
    мира гравитация выступает не как независимая сила, заполняющая
    Вселенную, а как видимый эффект искривления материи простран-
    ства-времени. Теория Эйнштейна была так всеобъемлюща, что
    подытожить ее ему пришлось в длиннющем уравнении. В этой бле-
    стящей новой теории степень искривления пространства и времени
    определялась количеством материи и энергии, содержащихся в них.
    Представьте, что в пруд бросили камень. По поверхности пруда пой-
    дет рябь, вызванная падением камня. Чем больше камень, тем более
    неровной станет поверхность пруда. Похожим образом, чем больше
    звезда, тем сильнее искривление пространства-времени, окружаю-
    щего звезду.

     






    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.