Пространство и время глазами дилетанта - Сергей Сергеевич Сергеев
Помощь проекту
Пространство и время глазами дилетанта читать книгу онлайн
Но, повторим, подобные вопросы релятивистам почему-то совершенно не интересны. Зато запросто можно встретить фразы типа: «Научно доказано, что время замедляется, когда мы начинаем двигаться. Чем быстрее движение, тем больше замедление». И далее красочно расписываются всякие эффекты от замедления. То есть, объяснение предельно ясное – «научно доказано». Всё, вопросы излишни.
Как мы уже упомянули, сам Эйнштейн даже не попытался дать определение понятию «время». Но это не всё. Он, как это ни странно, не озаботился дать определение и такому основополагающему понятию, как «пространство», ограничившись лишь общими, не очень внятными фразами. Но ведь словосочетание «пространство и время» известно всем со школьных лет. Кажется, что здесь всё должно быть «обсосано» до мельчайшей косточки. На деле всё обстоит с точностью до наоборот. Вернее, о пространстве и времени говорится много и охотно, но как-то зацикленно на одном и том же, – на том, что пространство и время представляют собой единое четырёхмерное пространство. И всё бы ничего, но и здесь почему-то никто из объясняющих не считает нужным ответить на очень важные вопросы.
Само по себе понятие четырёх-, как и вообще N-мерного пространства, не ново, оно известно из математики. Но там всё понятно: если к трём осям трёхмерного пространства приделать ещё одну ось, перпендикулярную ко всем остальным трём осям, то получится четырёхмерное пространство. Понятное дело, мы не можем представить себе такое пространство, оно является математической абстракцией. Мы можем воспринимать только проекции объектов этого четырёхмерного пространства на наш трёхмерный мир (и то только в случае, если четырёхмерное пространство реально существует). При всей необычности понятия «четырёхмерное пространство», в математике оно определяется чёткими логическими построениями, совершенно не противоречащими здравому смыслу.
А что в теории относительности? Там четырёхмерное пространство особенное: три оси, как и положено, имеют обычную, «пространственную» размерность, а четвёртая ось это время. И всё это «единое пространство»! Но ведь время не представляет собой такой же вектор, каким является любой вектор в пространстве, и уж никак не может быть перпендикулярным другим осям. В «обычном» пространстве события могут происходить в любой точке. Но никак не в любой точке оси времени. События могут происходить только в настоящее время, но никак не в прошлом и не в будущем. Да и как-то странно говорить о каком-то едином пространстве, если по осям откладываются разные единицы измерения. Как съехидничал участник одного из форумов, «три барана и восемь метров представляют собой единое пространство». А ведь это пространство-время, согласно теории относительности, может ещё и искривляться, под воздействием гравитации, которой, согласно той же теории относительности, не существует. Но об этом несколько позже.
5
Говоря о пространстве, которое, как и время, полностью понятно пока не пытаешься дать ему определение, невольно задаёшься вопросом: а существует ли оно как физическая сущность, или это плод нашего воображения? Вообще-то здесь, в отличие от понятия «время», неясностей меньше. Если совсем упрощённо, то пространство это пустота, заполненная материальными объектами. Модель пространства – комната заполненная мебелью, между которой нет ничего. Ну, в комнате-то есть воздух, а если взять космос, то там есть планеты, между которыми воздуха нет. Правда, никак нельзя сказать, что там нет вообще ничего. Учёные утверждают, что даже в глубоком вакууме ежесекундно возникают и сразу же исчезают бесчисленное множество каких-то частиц. А ещё везде есть различные поля и излучения. Тем не менее, если не вдаваться в подробности, пространство можно представить как «ничего», заполненное материальными объектами. Да и сами эти материальные объекты тоже представляют собой часть общего пространства, только это не пустота, а… В общем, с пространством ясно. В любом случае это пустота, которую заполняет наш трёхмерный мир своими материальными сущностями.
Давайте пока определим и пространство, и время аналогично определению понятия «погода». Самой этой сущности не существует, этим термином мы условно обозначаем совокупность различных атмосферных явлений – дождь, снег, ветер, температура воздуха, атмосферное давление и т.п. Если убрать всё это, то есть, все параметры, характеризующие погоду, то и разговор о самой погоде теряет всякий смысл. И уж совсем абсурдно утверждать, что погода может искривляться или замедляться. Ровно то же самое и с пространством: если убрать всё, что составляет пространство, то и само это понятие теряет смысл. С понятием «время» всё практически так же, но здесь есть некоторые нюансы, несколько ниже мы приведём другую аналогию. Сейчас пока просто запомним, что ни времени, ни пространства как материальных сущностей не существует, это просто иллюзия, порождаемая нашим воображением. Скорее, даже не иллюзия, а условность, очень удобная для ориентировки в нашем вполне реальном мире. Эта мысль не новая, но и не бесспорная. По крайней мере, единого мнения по этому поводу нет.
И всё бы ничего, но теория относительности и здесь без каких-либо внятных объяснений сущности пространства сразу переходит к объяснению его интересных свойств. Главное свойство пространства это, конечно, его искривление вблизи массивных тел. Не уплотнение-разряжение, а именно искривление. А что это вообще такое – искривление пространства? Искривление какого-то физического объекта в пространстве это понятно. Но как представить себе искривление самого пространства, искривление этого «ничего»? Должно же быть представление прямой линии в пространстве, относительно которой искривляется всё пространство, Но с искривлением пространства искривится и прямая линия, как в этом случае судить об искривлении? Относительно чего оно искривляется? И вообще, если что-то может искривляться, то оно существует как материальная сущность. А разве были какие-то опыты по обнаружению пространства и объяснению его материальной сущности? Нет ответа.
6
А что нам говорят многочисленные популярные ролики и статьи о самом пространстве и таком его свойстве, как искривление вблизи массивных объектов? О самом пространстве ничего не говорят и ничего не объясняют, но вот о его искривлении говорят много, и охотно дают наглядные объяснения. Самым стандартным (и почти единственным) наглядным объяснением является следующее. Показана какая-либо упругая поверхность (это может быть как мультипликация, так и реальный макет) с нанесённой на неё сеткой, и на эту поверхность кладётся какой-нибудь груз в виде шара. Поверхность, как и положено, прогибается под тяжестью груза, что очень хорошо видно по искривлению нанесённой на неё сетки. Нам объясняют, что таким образом массивное тело искривляет пространство.
Всё хорошо, но
