Теория относительности

Теория относительности утверждает, что при наличии грави­тационного поля пространство-время уже не плоское, а искривленное.
Чем значительнее воздействие гравитации на пространство-время, тем больше кривизна пространства-времени (меньше радиус кривизны).
В свою очередь, геометрические параметры пространства при­знаются внутренними свойствами пространства, которое, таким образом, способно порождать гравитационное поле.
Чем больше искривлено пространство, тем большее гравитационное поле оно порождает.
(Научное определение: пространство называется искривленным, если результат параллельного переноса вектора из одной точки в другую зависит от выбора пути, по которому производится пере­нос; мерой кривизны является угол поворота вектора при переносе его по замкнутому контуру, отнесенный к единице площади.)
Некоторые понятия будут пояснены в ходе дальнейшего рас­смотрения гипотезы и ее следствий.
И в заключение несколько слов о терминах, чтобы к этому уже не возвращаться.
В литературе принято, что когда речь идет о нашей Галактике и нашей Вселенной (или Метагалактике - на­блюдаемой части Вселенной), то слова эти пишутся с прописной буквы, в иных случаях - о других галактиках и вселенных - со строчной.
Слова "гравитация" и "тяготение" совершенно одинаковы по смыслу - они являются синонимами.

Пространство

Пространство (пространство-время) называется искривлен­ным, если в нем невозможно ввести координатную систему, кото­рая может считаться прямолинейной.
Примером искривленного пространства является сфера.
В искривленном пространстве вы­деляют так называемые геодезические линии.
Расстояние между двумя точками вдоль этих линий является кратчайшим по срав­нению с любым другим расстоянием между этими же точками.
С позиций физического смысла искривление пространства можно представить так.
Любой объем пространства содержит в себе нечто материаль­ное: элементарные частицы, вещество или материальные поля.
Состояние этого объема, или по-научному - пространственно-временной локальности, зависит как от взаимодействия материи внутри объема, так и от взаимодействия этой локальности с внеш­ним миром (со средой).
Если в этот объем поместить какое-либо тело, то оно, в силу определенного состояния нашего объема, само будет обладать определенным состоянием, займет определенное положение, будет двигаться по определенной траектории и будет обладать определенным собственным временем.
Если теперь относительно недалеко от выбранного нами объема ока­жется массивное гравитирующее тело, то состояние нашего объе­ма изменится, так как в нем изменится напряженность гравита­ционного поля.
Тело в нашей локальности, в свою очередь, изме­нит (в общем случае) и положение, и скорость, и темп собственного времени.
То есть наш мысленно выделенный объем так изменится, что условное тело, помещенное в него, изменит и свое состояние, и свое поведение.
Если воспользоваться анало­гией, то можно представить себе, что наше тело вначале двига­лось по ровной поверхности, а потом вдруг начало взбираться на холм. Изменилась метрика, изменились показатели простран­ства-времени.
В подобных случаях с позиций теории относитель­ности и утверждают, что изменился радиус кривизны простран­ства-времени, произошло искривление пространства.
Как видите, в соответствии с теорией относительности кривизна простран­ства-времени определяет состояние любой локальности Вселен­ной, а радиус кривизны характеризует, какая это кривизна-боль­шая или малая. Взаимозависимость кривизны пространства-вре­мени (кривизны вообще) и радиуса кривизны можно представить по аналогии: чем больше резиновый мяч, тем больше его радиус, но меньше кривизна его поверхности.

Темп времени

Отметим, что темп времени и интервал собственного време­ни любого тела (любой системы) связаны между собой обратно пропорциональной зависимостью.
Таким образом, чем более уско­рен темп времени материальной системы, тем более сжато (стя­нуто) собственное время в системе и наоборот, чем более замед­лен темп времени, тем более растянуто собственное время.
(Если там, где мы живем, значительно повысится темп времени, то мы будем быстрее расти и раньше стареть и это можно будет заме­тить из соседней локальности.
Но если темп времени повысит­ся во всем мире, то мы этого не заметим, так как длительность всех процессов также будет сокращена.)
Все определения, связанные с принятым в настоящей работе понятием когерентности времени, будут даны во второй главе.
Здесь же только отметим, что когерентность - это свойство неко-его процесса (явления), заключающееся в постоянстве или законо­мерной связи между элементами (характеристиками) процесса.
В книге использовано такое экзотическое понятие, как ис­кривление пространства-времени...
Пространство и время сегодня рассматриваются в единстве, их координатами определяется любое событие.
Пространство-время определяют еще и как четырехмерное пространство, точки которого отвечают событиям.**

Под материальной системой здесь и далее понимается субъект Все­ленной, обладающий массой (энергией), импульсом, - единичный или со­стоящий из совокупности гравитационно связанных подсистем.

** Единство пространства и времени как один из определителей миро­здания носит название "континуум".
Как можно представить себе искривление пространства-вре­мени? Отсылая особо любознательных читателей к специальной ли­тературе, попытаемся опустить узко профессиональное понятие почти на бытовой уровень и попробуем все же разобраться, разу­меется, теряя при этом, как говорят шахматисты, качество...

Восход солнца

Есть событие, например - восход солнца.
Пусть это событие случается три года подряд в один и тот же день первого января.
Если между первым и вторым восходами длительность будет больше, чем между вторым и третьим, то это значит, что вре­менной интервал между восходами Солнца с годами уменьша­ется, а темп (или ход) времени, определяющий наступление этих событий, соответственно возрастает.
(Естественно, при этом мы должны быть уверены, что сама Земля вращается строго равно­мерно и что все остальные факторы, влияющие на восход Солн­ца, - неизменны.)
Таким образом, под темпом времени мы понимаем скорость -осуществления последовательных событий.
Темп времени - величина всегда относительная..
Темп собственного времени различных тел может быть сопо­ставлен и с локальным временем другого тела, и с усредненным временем системы, в которую входит тело, и с неким принятым эталонным временем. Но всегда - это сопоставление длитель­ности одной секунды с длительностью другой. -
*Иными словами, темп времени*, - это интенсивность времени в сопоставлении с "другим" временем, интенсивность, характеризуемая частотой событий в системе.

Строго говоря, словосочетание "темп времени" - это тавтология, по­скольку в понятие времени уже входит представление об интенсивности, с которой происходит смена событий.
Однако это словосочетание наряду с более точным "интервал времени" уже закрепилось в литературе, в том числе и научной.

Собственное время любой материальной системы опреде­ляется через показания часов, фиксирующих интервалы време­ни между определенными последовательными событиями, но зависит собственное время всегда от темпа времени в системе.
Когда говорится о том, что в какой-то материальной системе время замедляется или ускоряется, то имеется в виду, что замед­ляется или ускоряется темп времени в этой системе.
При этом собственное время при замедлении темпа времени как бы растягивается, так как увеличиваются интервалы времени между собы­тиями (замедляется ход часов), а при ускорении темпа времени, напротив, - собственное время как бы сжимается (ускоряется ход часов).

Временная длительность

Временная длительность между двумя установленными момен­тами времени (двумя определенными событиями) определяет интервал времени.

Событие

Событие - это нечто происходящее в определенной точке пространства и в определенный момент времени.

Момент времени

Момент времени - это временная координата, соответствую­щая определенному событию.

Собственное время

На определенном этапе развития знаний появилось очень важное понятие "собственное время" тела, свидетельствующее о том, что при определенных условиях одно и то же тело может иметь различное время.
Согласно теории относительности собственным временем называется длительность событий, проис­ходящих в определенном месте, которая измеряется по часам, находящимся в этом же месте.
Иными словами, "время, отсчитываемое по часам, движущимся вместе с данным объектом, называется собственным временем этого объекта".

Основные понятия и некоторые определения

Понятия, вмещающиеся в одном-единственном слове "вре­мя", столь различны, так далеки по содержанию друг от друга, что порой не очень и верится в их генетическое родство.
В зави­симости от обстановки и настроения, услышав слово "время", можно представить и вечность - нечто непонятное, но огром­ное и неподвижное, как застывший туман, в котором плавают-шевелятся все тела и все события, но можно и просто посмот­реть на свои ручные часы...
И такой разброс представлений и ассоциаций - это, конечно же, не случайность; такая историческая судьба у этого слова...
Нам нужно хотя бы в первом приближении согласовать с чи­тателем основные понятия.
Наверное, прежде всего, при самом глобальном подходе, время - это "основная, наряду с простран­ством, форма существования материи".
То есть время безуслов­но связано с материей, а материя обязательно проявляется во времени.
Следующее понятие времени, в какой-то мере вытекающее из предыдущего, звучит так: время выражает "координацию сменяющих друг друга событий (явлений), их последователь­ность и относительную длительность".
Иными словами, вре­мя определяет, в какой момент, в какой последовательности и с какой интенсивностью происходит смена событий.
Так трактуют слово "время"современные словари.
Вот в этом смысле термин "время" и употребляется в дальнейшем в тех случаях, когда о времени говорится вообще, когда нет уточ­няющих и сужающих определений и когда иное не следует из контекста.

Page: [1]