sergey писал(а):
Давай, я вообще-то физик, но не теоретик, да и область другая. Но могу сказать, что и теоретики друг с другом не согласны. Пока только игры разума.
Да я когда читаю ваши посты на технические темы, испытываю комплекс неполноценности. Тоже в одной из следующих реинкарнаций, наверное, в физики подамся.
Однако возражу, что в пределах именно одной теории, в данном случае ОТО, вполне уместно говорить об абстрактности или реальности пространства-времени. Мы же не посягнули на абсолютную истину, и не рассуждаем, а как устроено пространство-время на самом деле, в еще не открытой окончательной теории, а какова его природа в ОТО.
Тем более, если говорить о понимании конкретного человека - Эйнштейна. Это изящный детерминизм, неприятие Боровской интерпретации квантовой механики, замкнутая статическая Вселенная и убежденность в истинности своего детища - СТО и ОТО.
Так что соглашусь с тем, что писала Ива.
В упомянутой книге (Брайан Грин. Ткань космоса. Пространство, время и природа реальности), автор предлагает вспомнить про эксперимент Ньютона с вращающимся ведром.
Ведро, наполненное водой, подвешено на веревке. Веревка сильно закручивается. Потом ведро отпускается. За счет раскручивания веревки ведро начинает вращаться вокруг своей оси. Вращение передается и воде. При этом поверхность воды принимает вогнутую форму. Т.е. на краях ведра вода поднимается.
На протяжении всего повествования автор возвращается к этому эксперименту, все с разных и разных точек зрения, с высоты все новых и новых открытий, с позиций разных теорий демонстрируя, как изменяется наше понимание происходящего.
Ключевой вопрос – по отношению к чему происходит движение. Принятие за точки отсчета самого ведра приводило к абсурду, и было отброшено.
Ньютон переместил эксперимент (уже умственный) в гипотетическую пустую Вселенную.
Ведро было заменено на 2 камня, связанных веревкой. При вращении вокруг центра масс веревка испытывает натяжение под воздействием центробежных сил. Но будет ли веревка испытывать натяжение в гипотетической пустой Вселенной, где нет ни Земли, ни Солнца, ни даже самых отдаленных звезд ?
Ньютон постулировал наличие абсолютной арены, абсолютного пространства, относительно которого происходит движение. Помимо относительного движения, есть (в понимании Ньютона) абсолютное – относительно абсолютного пространства. Мы никак не можем его зафиксировать (пространство), но оно себя проявляет. Поэтому в этом умственном эксперименте веревка в пустой Вселенной испытывала натяжение из-за ускоренного вращения относительно пространства. Т.к. абсолютное пространство проявляет себя, заставляет натягиваться веревку, поднимает руки у вращающегося фигуриста, оно реально, оно – не абстракция, удобная для описания относительного взаимного расположения материи.
Мысленный эксперимент был продолжен последующими поколениями физиков.
Мах решил, что Ньютон, отбросив движение воды в ведре относительно ведра и постулировав, что движение происходит относительно пространства, не обратил внимание на движение относительно других материальных объектов – деревьев, Земли, далеких звезд.
В космосе при вращении связных камней веревка натягивается, т.к. система из связных камней движется с ускорением относительно звезд и других материальных объектов.
В гипотетической пустой Вселенной, по мнению Маха, веревка останется ненатянутой, у нас не будет никакого способа детектировать движение. Движение имеет смысл только относительно чего-то, но в пустой Вселенной нет ничего, поэтому вращение от покоя будет неотличимо.
В гипотетической полупустой Вселенной, предположил Мах, где горстка далеких звезд разбросана на колоссальных расстояниях, центробежная сила, которую будет испытывать система из вращающихся связанных камней, будет меньшей, чем в реальной Вселенной, но не нулевой, как в пустой. Критерием движения было движение относительно среднего распределения масс во Вселенной. Идеи Маха были привлекательными, но он, однако, не говорил, как, посредством какого механизма возможно влияние среднего распределения масс во Вселенной.
В то же время велись поиски ответа на вопрос, относительно чего движется свет. 300 тыс. км/с, вытекающие из уравнений, не несли никакого смысла без ответа, относительно чего эта скорость. И вводится предположение о наполненности пространства субстанцией «светоносный эфир», колебаниями которого являются волны света. Ставится ряд опытов, эфир не регистрируется, свет ведет себя не так, как предполагает гипотеза эфира, а движется с одинаковой скоростью независимо от движения экспериментальной установки.
Эйнштейн в СТО смог объяснить природу скорости света, связав пространство и время в единый пространственно-временной континуум. С новыми причудливыми свойствами.
Несмотря на то, что в СТО скорости относительны, пространственные отрезки относительны, у каждого наблюдателя свой индивидуальный ход времени, зависящий от скорости, вводится новая концепция: абсолютное пространство-время. Оно не менее абсолютно, чем абсолютное пространство и абсолютное время у Ньютона. В СТО все объекты движутся со скоростью света в едином пространстве-времени, разделяя скорость между четырьмя измерениями. Чем выше скорость в трех пространственных измерениях, тем с меньшей скоростью объект продвигается в направлении стрелы времени из прошлого в будущее в четвертом временном.
Блок пространства-времени абсолютен и непротиворечив. А конкретные пространственно-временные срезы – относительны. Разные наблюдатели, образно говоря, под разными углами нарезают пространство-время.
Конкретно Эйнштейн понимал свою теорию буквально, не как удобную модель, удивительным образом позволяющую до поры до времени согласовывать данные экспериментов. Он верил, что Вселенная устроена именно так. Он многократно высказывался, что его теория слишком изящна и красива, чтобы быть неверной. Когда появилось сообщение о подтверждении существования эфира в новых экспериментах, он даже не стал ознакамливаться с предложенным материалом, т.к. был предубежден, что этого не может быть, Вселенная устроена именно так, как открыл он в СТО (ОТО еще не было).
Согласно СТО ведро с водой вращается относительно абсолютного простанства-времени. Не абстрактного, а реального. Отличие между покоем и вращением в пустой Вселенной заключается в разной траектории движения в абсолютном пространстве-времени. Даже в пустой Вселенной вращение имеет смысл в четырехмерном пространственно-временном континууме. Траектория движения будет не прямой линией. Абсолютным критерием движения становится траектория в абсолютном пространстве-вермени.
В ОТО Эйнштейн замахнулся на саму суть гравитации, на тот реальный механизм, посредством которого во Вселенной переносится данное взаимодействие.
Он приходит к заключению о полной эквивалентности гравитации и перегрузок ускоренного движения. В свободном падении мы не испытываем веса, а словно парим в невесомости, т.к. гравитация уравновешивается ускоренным движением. В ОТО, если мы чувствуем гравитацию, значит мы ускоряемся. Находясь неподвижно, сидя за монитором, мы ускоряемся. И наоборот, паря в свободном падении, мы покоимся и можем быть критерием движения, системой координат, точкой покоя.
Природа гравитации в ОТО – искривление пространства-времени материей и энергией. В ней даются количественные оценки деформации пространства-времени, из нее вытекает скорость распространения ряби ткани пространства-времени. Действительно ли так устроена Вселенная или это лишь модель, причудливым образом позволяющая делать поразительные предсказания, неизвестно. Но именно в ОТО это реальность. И это реальность по убеждению самого Эйнштейна.
Т.к. критерием покоя в ОТО может быть свободно падающее тело, ускорение зависит от гравитации, которая зависит от материи, распределенной по Вселенной. Здесь возникает схожесть с идеями Маха. Однако по Маху пространство и время – абстракция. А по ОТО, если убрать всю материю из Вселенной и провести мысленный эксперимент с ведром (двумя связанными камнями), то мы исключаем деформацию абсолютного пространства-времени и приходим к условиям СТО – плоскому абсолютному пространству-вермени. В ОТО даже в пустой Вселенной будут иметь место центробежные силы, будет иметь место движение, будет способ определить, ускоренное ли это движение. Пространство-время даже в пустой вселенной по ОТО дает точку отсчета для движения. Т.е. оно
реально, а не абстракция, описывающее взаимное перемещение материи.
И вот эта рябь, при прохождении которой размеры объектов сжимаются-растягиваются в разных направлениях, - деформация реального пространства-времени, предсказанное ОТО.
Естественно, физика шагнула гораздо дальше времен Эйнштейна, и проблему пространства-времени на сегодня нужно оценивать уже с высоты новых знаний и теорий.
Вход
Регистрация
FAQ
Поиск
