Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше

Книга «Краткая история времени», написанная Стивеном Хокингом

Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Смотреть фото Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Смотреть картинку Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Картинка про Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Фото Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше
Издательство: Амфора, 2010 г.
Твердый переплет, 231 стр.
Книга на Ozon.ru

Посмотрев перевод ролика «Ричард Фейнман: Магниты и вопросы «почему?» вспомнился не менее известный физик Стивен Хокинг и его труды.
А вспомнился он не просто так. Ричард Фейнман в ролике пытается объяснить простую, казалось бы, вещь — почему магниты отталкиваются и притягиваются друг к другу. И бОльшую часть ролика объясняет, что без специальных знаний некоторые вещи понять невозможно, и чем сильнее мы упрощаем модель, тем дальше уходим от истины. Может оно и так, но для меня, знающего только школьный курс физики, стала откровением книга Стивена Хокинга «Краткая история времени», которая объясняет этот и многие другие вопросы. Несмотря на то, что книга весьма популярная, на Хабре нашел всего несколько упоминаний о ней.

Впервые книга была издана в 1988 году. Автор простым и понятным языком, не используя формул (кроме E=mc 2 ), рассказывает нам о природе Вселенной, пространстве и времени, черных дырах и актуальных научных теориях их объясняющих.

Логически, книгу можно разделить на 3 части:
1. То, что было до теорий относительности Эйнштейна;
2. Общая теория относительности (крупномасштабная структура Вселенной);
3. Квантовая механика (явления в крайне малых масштабах, как одна миллионная одной миллионной сантиметра).

Читая, оказываешься на передовом крае науки и понимаешь проблемы, которые стоят перед исследователями. Сам Стивен Хокинг ищет «квантовую теорию гравитации», которая объединяла бы общую теорию относительности и квантовую механику.

Вот как объясняет Стивен Хокинг формулу известную со школы E=mc 2 (где Е — энергия, m масса, а с — скорость света):
«На самом деле скорость объекта никогда не может достичь скорости света, так как тогда его масса стала бы бесконечно большой, а поскольку масса эквивалентна энергии, для достижения такой скорости потребовалась бы бесконечно большая энергия… Только свет и другие волны, не обладающие «собственной» массой, могут двигаться со скоростью света».

Еще несколько цитат:
«Эйнштейн высказал предположение революционного характера: гравитация — это не обычная сила, а следствие того, что пространство-время не является плоским, как считалось раньше; оно искривлено распределенными в нем массой и энергией. Такие тела, как Земля, вовсе не принуждаются двигаться по искривленным орбитам гравитационной силой; они движутся по линиям, которые в искривленном пространстве более всего соответствуют прямым в обычном пространстве и называются геодезическими… Согласно общей теории относительности, тела всегда перемещаются по прямым в четырехмерном пространстве-времени, но мы видим, что в нашем трехмерном пространстве они движутся по искривленным траекториям… Масса Солнца так искривляет пространство-время, что, хотя Земля движется по прямой в четырехмерном пространстве, мы видим, что в нашем трехмерном пространстве она движется по круговой орбите».

«Вблизи массивного тела типа Земли время должно течь медленнее… Наблюдателю, расположенному на большой высоте, должно казаться, что внизу все происходит медленнее. Это предсказание было проверено в 1962 г. с помощью двух очень точных часов, расположенных: одни на самом верху водонапорной башни, а вторые — у ее подножья. Оказалось, что нижние часы, которые были ближе к Земле, в точном соответствии с общей теорией относительности шли медленнее».

P.S. ИМХО книгу стоит прочесть для получения базовых знаний. Если что-то заинтересует, можно углубляться в работы названных в книге ученых. Возможно, если бы эту книгу я прочитал в школе, то совсем по-другому относился к физике.
P.P.S. В 2005 году вышла «Кратчайшая история времени», где учтены открытия последних лет. Сам не читал, поэтому рекомендовать не могу. Кто читал — напишите в комментариях, как оно.

Update 24.04.2010. Спасибо за карму, перенес в «Читальный зал».

Источник

Стивен Хокинг: прошлое, которое можно изменить

Стивен Хокинг в книге «Краткая история времени», которая увидела свет в 1988 году, написал: «Открытие полной единой теории всего, может быть, и не будет способствовать выживанию и даже никак не повлияет на течение нашей жизни, но уже на заре цивилизации людям не нравились необъяснимые и не связанные между собой факты. И по сей день мы страстно желаем узнать, почему мы здесь оказались и откуда взялись. Наша конечная цель никак не меньше, чем полное описание Вселенной, в которой мы живем».

2018 год несколько поколебал нашу надежду на познание тайн мира, в котором мы живем – 14 марта не стало великого британского физика Стивена Хокинга.

Согласно некоторым из научных теорий (этого взгляда придерживался и Стивен Хокинг), все, что когда-либо существовало или когда-либо будет существовать, действительно существует – не «здесь и сейчас», но на каком-то пространственно-временном расстоянии от «здесь и сейчас». Так, черные дыры, которые физик изучал – это не место в пространстве, а скорее место во времени, овеществленное будущее для всех вещей, которые в эти черные дыры затягиваются. Реальность вещей прошлого и будущего ничуть не уступает и ничем не отличается от той реальности, которой мы обладаем в настоящий момент. Такое представление о времени называют этернализмом; это один из вариантов четырехмерности – теории, по которой реальность существует в виде четырехмерного пространства-времени.

Главным соперником этернализма является презентизм – представление о том, что существует только настоящее. Согласно презентизму, уже нет прошлых вещей и еще не случилось будущих и поэтому невозможно указать, в каком смысле они существуют теперь (или будут существовать).

Какая теория лучше сочетается с данными наблюдений? Когда физики исследуют пространство-время с помощью экспериментов и расчетов, то приходят порой к парадоксальным выводам. Один из них заключается в том, что пространство и время во многом схожи. Простой пример: куда бы мы ни смотрели, мы смотрим в прошлое, поскольку свету нужно время, чтобы дойти до наших глаз или до чувствительных элементов оптических приборов. Наблюдая квазар, находящийся в миллиарде световых лет от нас, мы видим, каким он был миллиард лет назад, когда лучи света, пришедшие в наш телескоп, только начали путь по Вселенной. Такое смешение пространства и времени может показаться сложным для понимания, но оно лежит в основе природы нашей Вселенной.

Теория относительности Эйнштейна–Пуанкаре установила: только те события, которые можно мгновенно связать информационно, являются одновременными. Единое «настоящее», то есть часы, синхронно идущие в различных точках пространства, можно ввести только в рамках конкретной инерциальной системы отсчета. Однако этого нельзя сделать одновременно для двух различных систем отсчета.

В течение долгих лет физики пытались объединить две противостоящие друг другу теории (этернализм и презентизм) путем составления Великого Объединяющего Уравнения, полагая, что все во Вселенной должно быть связано между собой – от частиц до галактик. Такое уравнение было создано: его разработали физики Джон Уилер и Брайс Девитт.

Их открытие сразу показалось спорным, потому что если уравнение правильное, то на самом фундаментальном уровне материи такого понятия, как время, вообще не существует. Но сказать, что времени не существует, – то же самое, что громогласно заявить, что оно является отдельной сущностью, четвертым измерением пространственно-временного континуума, а значит, отвесить мощный реверанс в сторону взгляда Хокинга и теории этернализма.

Время в мире Исаака Ньютона течет над вещами – вот есть объективная арена пространства, а есть объективная арена времени. Альберт Эйнштейн пришел к выводу, что чем больше масса тела, тем сильнее оно искажает само пространство-время. Строгость классической физики с прозрением Энштейна рушится. Движение теперь понимается как движение относительно наблюдателя: оба наблюдателя – в вагоне поезда и на перроне – одинаково правы в оценках.

В 1887 году, за 18 лет до создания Эйнштейном общей теории относительности (ОТО), опыт Майкельсона–Морли показал, что скорость света с точки зрения наблюдателя на Земле остается постоянной вне зависимости от того, приближается ли Земля к источнику света или движется перпендикулярно к нему. Эту проблему и решает в 1905 году Эйнштейн, формулируя специальную теорию относительности (СТО): законы физики одинаковы для всех свободно движущихся наблюдателей независимо от их скорости. Скорость света постоянна для движущегося наблюдателя.

Но возникает парадокс времени: если скорость одинакова, а расстояние, которое проходит тело, с точки зрения двух наблюдателей (в поезде и на платформе) различно, значит, они по-разному оценивают и время.

В классической физике, располагая полными данными о настоящем, можно восстановить картину прошлого. Это соответствует интуитивному убеждению в существовании определенного прошлого. Но квантовая физика, которую разрабатывал Стивен Хокинг в книге «Высший замысел» (русское издание вышло в 2012 году) утверждает, что при самом детальном наблюдении настоящего ненаблюдаемое прошлое неопределенно и представляет собой сумму предысторий.

Как же возможно сочетание классической физики с неопределенностью и непредсказуемостью квантовой механики? Вероятно, происходит примерно то же, что и в специальной теории относительности: теория начинает действовать в «экстремальных обстоятельствах». Для движущегося объекта влияние скорости на массу становится заметным при приближении к скорости света, а время постепенно все больше замедляется вплоть до полной остановки.

В каких экстремальных условиях квантовые законы и, как следствие, исчезновение измерения времени могут проявиться на уровне Вселенной, спрашивает Стивен Хокинг? Очевидно, когда Вселенная сравнима размерами с атомным ядром. Именно это подразумевает теория Большого взрыва. Все начинается с сингулярности – точки, в которой температура, плотность и искривление Вселенной бесконечны. Из этой точки Вселенная начинает расширяться, и ее расширение продолжается до сих пор.

Обратив вспять расширение, мы увидим, как содержимое Вселенной сближается, все более сжимаясь. В конце концов, в самом начале космической истории весь мир находится в состоянии бесконечного сжатия и стянут в точку – в сингулярность. Общая теория относительности Эйнштейна утверждает, что форма пространства-времени определяется распределением энергии и материи. И когда энергия и материя бесконечно сжаты, то пространство-время тоже сжато – оно просто исчезает.

Предположение, что Вселенная расширяется – вопреки прежней статичной модели, – было подтверждено в 1929 году астрономом Эдвином Хабблом на основании наблюдений за спектром звезд. Если проследить историю расширяющейся Вселенной вспять, Вселенная будет уменьшаться, пока в момент Большого взрыва не обратится в сингулярность. В этой точке действуют законы квантовой механики: частицы движутся всеми возможными путями, и Вселенная может иметь бесконечное множество предысторий. Что же происходит со временем?

Общая теория относительности объединяется с квантовой теорией: искривление времени-пространства настолько велико, что все четыре измерения ведут себя одинаково. Иными словами, времени как особого параметра нет. А если времени нет, то нет и возможности говорить о начале Вселенной во времени, что устраняет проблему творения из ничего или Бога. Стивен Хокинг пишет: «Бог не мог сотворить мир за семь дней, потому что до самого творения не было времени».

Таким образом, сингулярность в начале Вселенной является не событием во времени, а скорее временной границей или краем. До момента t = 0 никакого времени не было. Поэтому не было и времени, когда преобладала пустота или Ничто. И не было никакого «возникновения» – по крайней мере во времени. Вселенная имеет конечный возраст, хоть и существовала всегда, если под «всегда» подразумевать все моменты времени. Вековой парадокс разрешается!

Стивен Хокинг разрабатывает еще одну интересную идею. М-теория (развитие космологической теории струн) дает ответ на вопрос о появлении мира. Она содержит предсказание, что из ничего было создано огромное множество Вселенных. Все они составляют одну большую Мультивселенную (Мультиверсум). Эти многочисленные вселенные возникают естественным путем по законам физики без участия Бога. Но как из ничего возникает все, какие естественные законы здесь вступают в действие?

Хотя каждый из миров внутри Мультиверсума имеет определенное начало во времени, вся самовоспроизводящаяся структура в целом может быть вечной. Мы вновь возвращаемся к этернализму Хокинга, к варианту концепции статичной Вселенной, которая казалась навсегда отброшенной с открытием Большого взрыва.

В «Краткой истории времени» Стивен Хокинг признает, что вопрос о возникновении Вселенной в рамках современной физики остается нерешенным. Применив квантовую механику, то есть теорию «бесконечно малого мира», к огромным пространствам Вселенной, физики приходят к выводу, что Вселенная имеет не одну историю прошлого, как в классической картине мира, но все возможные истории сосуществуют одновременно. Однако мы находимся в той конкретной Вселенной, где возможно присутствие человека – а значит, все законы этой Вселенной подстроены под возможность существования планет, жизни, разума.

Появление человека – итог множества случайных совпадений. Этот клубок позволяет нам, развернув историю вспять, проследить ее вплоть до изначальных условий, вплоть до начала времени, до момента Большого взрыва. Существует даже точка зрения, по которой эволюция сознательной жизни на нашей планете обусловлена подходящими мутациями, происходившими в различное время. Предположительно это были квантовые события, поэтому они могли бы существовать только в виде линейной суперпозиции нескольких квантовых состояний до тех пор, пока они не довели эволюцию до мыслящих существ, самое существование которых зависит от всех «правильных» мутаций, имевших место в действительности. Наше присутствие, согласно этой идее, вызывает к существованию прошлое. Эта концепция называет гипотезой «партисипаторной» Вселенной, она выдвинута физиком Джоном Уилером в 1938 году.

Стивен Хокинг замечает, что будь протоны в нашей Вселенной на 0,2% тяжелее, они распались бы на нейтроны, дестабилизируя атомы. «Наша Вселенная и ее законы выглядят так, словно они сделаны на заказ по проекту, разработанному специально для нас, а раз уж нам дано существовать, то они (законы, прим. автора) оставляют мало места для каких-либо изменений. Это нелегко объяснить, и возникает естественный вопрос: почему же это так?» – пишет он. И продолжает: «Хотя «привилегия», дарованная человеку в этой Вселенной, не должна, как это было в древности, подводить нас к мысли об уникальности нашего мира – или его единственности».

Источник

О чем писал Стивен Хокинг. Кратчайшая история времени часть 1-2.

Всем привет, эта серия роликов будет посвящена книгам Стивена Хокинга. В частности его книге «Кратчайшая история времени». Если вам лень читать книгу целиком, но всё же интересно узнать о чём она, то этот пост как раз для вас, а если вам и читать лень, то просто посмотрите ролик)))

Глава первая и вторая. Развитие картины мира.

Ни для кого не секрет что современная наука считает землю почти что шаром, который, вместе с луной вращается вокруг солнца. Но многие до сих пор свято верят, что земля это диск. Давайте попробует отбросить всё что мы знаем о земле и представить себя на месте древних греков. Именно они первыми смекнули, что земля имеет сферическую форму. Ещё Аристотель заметил что тень от земли во время лунного затмения всегда круглая, а если бы земля была диском, то при разных углах наклона относительно солнца, она могла бы оставлять на луне не только идеально круглую тень, но и тень в форме эллипса.

Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Смотреть фото Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Смотреть картинку Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Картинка про Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Фото Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше

Второе доказательство, которое заметили греки, любят тыкать куда угодно, и вы его, конечно, знаете, это корабль плывущий издалека. При плоской земле, мы бы сперва видели махонький кораблик у самого горизонта, который постепенно бы увеличивался. В реальности мы видим мачту поднимающуюся из-за горизонта.

Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Смотреть фото Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Смотреть картинку Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Картинка про Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Фото Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше

Видимо оттого что грекам по ночам не чем было заняться, они постоянно смотрели на небо и заметили, что не все светила там ведут себя одинаково. Некоторые светила двигались, словно были прибиты к небесному потолку, а некоторые двигались совершенно непонятным образом. Порой даже против движения других – с запада на восток. Эти странные светила греки назвали планетами, что на греческом значит блуждающий.

В своём видении мира греки знали о луне, солнце, пяти планетах и конечно о далёких звёздах. Вкупе это дало 8 сфер. В центре разумеется неподвижная земля. Именно такую модель строения вселенной предложил во втором веке нашей эры другой греческий учёный – Птолемей. Его модель достаточно хорошо предсказывала положение светил на небе. Более того она была принята церковью, потому что оставляла много места за пределами 8-й сферы для рая и ада.

Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Смотреть фото Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Смотреть картинку Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Картинка про Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Фото Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше

Стоит отметить, что Кеплер свято верил в церковь и идеальность мира. И считал своё дополнение об эллиптических орбитах просто математической уловкой. Ведь сфера – это совершенная траектория, а природа устроена совершенным образом, а не каким-то там эллиптическим. Так же Кеплер не знал, какие именно силы заставляют планеты двигаться вокруг солнца, и предположил некие магнитные силы.

Всё разложил по полочкам сэр Исаак Ньютон в 1687-м году, в наверно самом значительном из когда либо созданных физических трудов – «математические начала натуральной философии». В этой работе Ньютон вводит закон, согласно которому тело остаётся в покое, пока этот покой не нарушит какая либо сила. Вводит понятия гравитации, как силы действующей на планеты, разрабатывает математический аппарат, решает математические уравнения, и уже точно доказывает что планеты на самом деле двигаются по эллиптическим орбитам – в точности с предположением Кеплера.

Ньютон провозгласил, что гравитация действует и на планеты и на яблоки, и впервые за историю человечества траектория планет описывалась теми же законами, что и предметы на земле. Это было начало современной физики и астрономии.

Границы вселенной сразу же разъехались куда то очень далеко. Естественные границы Птолемея в виде 8-й сферы разрушились. Теперь выяснилось что далёкие светила, скорее всего такие же звёзды как и наше солнце, только где то очень далеко. И выяснилось что и наше солнце, и наша земля, это не центр вселенной, а скорее всего рядовые объекты, коих бесчисленное множество.

Спасибо, очень познавательно, маякни по братски как будет продолжение 🤝

Мне кажется эту книгу стоит в школьную программу записать. Потому что именно она пробудила во мне интерес. Написано просто и чертовски познавательно!

@Stern137 Можно поинтересоваться, почему ты отклонил пост?

Если у Хокинга все это и впрямь написано, то он, мягко говоря, сильно упростил историю.

> Затем про Птолемея как то забыли

Так «забыли», что его модель была основной. Идея плоской Земли к тому моменту уже лет тыщу как считалась устаревшей.

> и даже Колумб считал, что земля плоская

. что Земля имеет форму груши.

> Но в 1514 году Коперник вновь заговорил о круглой земле. Над ним посмеялись и забыли.

Его работы были малоизвестны и медленно завоевывали влияние, только и всего.

Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Смотреть фото Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Смотреть картинку Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Картинка про Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Фото Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше

Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Смотреть фото Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Смотреть картинку Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Картинка про Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Фото Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше

Бесплатные книги от vsenauka ru

Самое ценное должно быть бесплатным! В 2020 году с помощью экспертов Всенауки мы отобрали для Дигитеки более 1000 научно-популярных книг по самым важным темам, а потом договорились с издательствами и сделали более 40 умных книг бесплатными для всех.

Это стало возможным благодаря широкой народной поддержке. На краудфандинге мы собрали для выкупа книг более миллиона рублей. Кроме того, финансовую помощь проекту оказал негосударственный институт развития «Иннопрактика».

Вы можете совершенно легально скачать десятки книг прямо здесь как по одной, так и архивом. Запаситесь впрок умными книгами.

Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Смотреть фото Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Смотреть картинку Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Картинка про Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Фото Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше

Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Смотреть фото Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Смотреть картинку Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Картинка про Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Фото Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше

Миссия программы «Всенаука» — создать систему надежных ориентиров в море научно-популярной и образовательной информации. Мы выявляем самые важные темы и поддерживаем распространение лучшего контента по этим темам.

Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Смотреть фото Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Смотреть картинку Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Картинка про Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Фото Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше

Внимание! Работает http://wikireality.ru/wiki/Хабраэффект Не наваливайтесь толпой, книг хватит на всех.

Свою благодарность лучше выражайте непосредственно проекту Всенаука

Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Смотреть фото Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Смотреть картинку Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Картинка про Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Фото Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше

Почему замедляется время вблизи массивных планет?

Всем привет, это шестая часть обзора книги Стивена Хокинга «Кратчайшая история времени».

И сегодня мы будем пытаться понять, что же такое общая теория относительности и почему вблизи планет стрелки часов замедляются. Если тыкнуть на хокинга повыше, ещё и мультик покажут.

Общая теория относительности основана на революционном предположении что гравитация – это не обычная сила, а лишь следствие того что пространство-время не является плоским. В этой теории пространство-время искривляется любым помещённым в него предметом имеющим массу или энергию. И тела помещённые в такое пространство следуют не по круговым орбитам. Они следуют по особым линиям, которые называются геодезические. Это аналог прямых в искривлённых пространствах. Не пытайтесь сейчас это представить. Ибо мы вообразить такое не можем, наш разум ограничен тремя измерениями.

Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Смотреть фото Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Смотреть картинку Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Картинка про Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Фото Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше

Мы можем лишь провести аналогию с двумерным искривлённым пространством. Обычная плоскость – это пример двумерного пространства. А поверхность земли – это двумерное искривлённое пространство. Примером геодезической линии на поверхности земли – является, например, экватор. Вообще в искривлённых пространствах, геодезическая линия – это такая линия, которая определяется как кратчайшее (или наоборот самое длинное) расстояние между двумя точками. Допустим, вы решили отправиться из Москвы в Магадан. Вы можете двинуться по компасу почти строго на восток и пройти расстояние примерно 6088 км, либо двинуться по искривлённому пути и пройти всего 5921 км. На плоской карте, как вы можете видеть, геодезическая линия практически соответствует полуокружности. Т.е. если представлять поверхность земли как плоскость, то нужно двигаться по сектору, но если посмотреть на этот же путь со сторону третьего измерения, то полуокружность превращается в линию.

Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Смотреть фото Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Смотреть картинку Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Картинка про Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Фото Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше

В общей теории относительности тела всегда следуют по геодезическим линиям в четырехмерном пространстве-времени. В отсутствие материи эти прямые линии в четырехмерном пространстве-времени соответствуют прямым линиям в трехмерном пространстве. В присутствии материи четырехмерное пространство-время искажается, вызывая искривление траекторий тел в трехмерном пространстве.

Нечто подобное можно представить, если вообразить траекторию движения спутника пролетающего мимо планеты по прямой. Несмотря на то, что спутник двигается прямо, его проекция на поверхности планеты, будет двигаться по искривлённой траектории, напоминающей окружность.

Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Смотреть фото Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Смотреть картинку Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Картинка про Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Фото Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше

Расхождения общей теории относительности с законами Ньютона хоть и очень малы, но всё же есть. Особенно они заметны для планет ближе всего расположенных к солнцу. В частности для меркурия. Практическое подтверждение этих расхождений, было одним из первых доказательств общей теории относительности, для Меркурия расхождения были замечены ещё в 1915 году.

Второе волшебное свойство, вытекающее из общей теории относительности – это отклонение траектории света от прямой линии, под действием гравитации. Лучи света, тоже вынуждены двигаться по геодезическим линиям.

Ну и самое невероятное предположение – замедление течения времени около массивных тел, например нашей планеты. Вспомним что Эйнштейн в 1905 году выдвинул постулат что все законы физики протекают одинаково, для всех свободно-движущихся наблюдателей. Грубо говоря, принцип эквивалентности, общей теории распространяет это правило и на тех наблюдателей, которые движутся не свободно, а под действием гравитационного поля. В рамках нашего ролика, отбросив сложности, можно сказать так: в достаточно малых областях пространства невозможно судить о том, пребываете ли вы в состоянии покоя в гравитационном поле или движетесь с постоянным ускорением в пустом пространстве.

Что это означает простыми словами. Представьте, что вы находитесь в лифте посреди пустоты. Лифт неподвижный, нет ни верха ни низа. Он просто висит в пустоте. И вот он начинает двигаться с постоянным ускорением. Вы ощущаете вес, одна из стенок лифта превращается в пол. И если вы уроните яблоко – оно упадёт на пол ровно так же, как если бы вы находились на земле. Эйнштейн понял, что, подобно тому как, находясь в вагоне поезда, вы не можете сказать, стоит он или равномерно движется, так и, пребывая внутри лифта, вы не в состоянии определить, перемещается ли он с постоянным ускорением или находится в однородном гравитационном поле. Результатом этого понимания и стал принцип эквивалентности.

Теперь мы готовы перейти к другому мысленному опыту. Представьте что мы находимся на борту огромной, летящей в космосе, ракеты. Для простоты вообразим, что ракета настолько большая, что свету требуется целая секунда, чтобы пересечь её сверху донизу. Ну и в ракете у нас будут два наблюдателя. Один в носу ракеты, другой в самом низу, у двигателей. У обоих наблюдателей есть совершенно одинаковые часы, ведущие отсчёт секунд.

Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Смотреть фото Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Смотреть картинку Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Картинка про Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Фото Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше

Верхний наблюдатель, дождавшись тиканья часов часов, даёт сигнал нижнему наблюдателю, а спустя ровно секунду, ещё один. Нижний наблюдатель зарегистрирует эти сигналы с таким же интервалов времени, какой был у верхнего – одна секунда.

А теперь предположим, что наша ракета ускоряется. Поскольку корпус ракеты двигается вверх, то свету требуется пройти меньшее расстояние до низа ракеты, и второй наблюдатель получит сигнал раньше чем через секунду. Если бы ракета двигалась с постоянной скоростью, то и второй сигнал прибыл бы ровно настолько же раньше. Так что интервал между двумя сигналами остался бы равным одной секунде. Но в момент отправки второго сигнала благодаря ускорению ракета движется быстрее, чем в момент отправки первого, так что второй сигнал пройдет меньшее расстояние, чем первый, и затратит еще меньше времени. Наблюдатель внизу, сверившись со своими часами, зафиксирует, что интервал между сигналами меньше одной секунды, и не согласится с верхним наблюдателем, который утверждает, что посылал сигналы точно через секунду.

Именно этот принцип и лежит в основе изменения хода часов у разных наблюдателей при ускоренном движении.

В случае с ускоряющейся ракетой этот эффект, вероятно, не должен особенно удивлять. В конце концов, мы только что его объяснили! Но вспомните: принцип эквивалентности говорит, что то же самое имеет место, когда ракета покоится в гравитационном поле. Следовательно, даже если ракета не ускоряется, а, например, стоит на стартовой площадке на поверхности Земли, сигналы, посланные верхним наблюдателем с интервалом в секунду (согласно его часам), будут приходить к нижнему наблюдателю с меньшим интервалом (по его часам). Вот это действительно удивительно!

Подобно тому как специальная теория относительности говорит нам, что время идет по-разному для наблюдателей, движущихся друг относительно друга (об этом можешь почитать в предыдущем посте/посту), общая теория относительности объявляет, что ход времени различен для наблюдателей, находящихся в разных гравитационных полях. Согласно общей теории относительности нижний наблюдатель регистрирует более короткий интервал между сигналами, потому что у поверхности Земли время течет медленнее, поскольку здесь сильнее гравитация. Чем сильнее гравитационное поле, тем больше этот эффект. Законы движения Ньютона положили конец идее абсолютного положения в пространстве. Теория относительности, как мы видим, поставила крест на абсолютном времени.

Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Смотреть фото Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Смотреть картинку Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Картинка про Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше. Фото Краткая история времени или кратчайшая история времени что лучше

До 1915 года, люди воспринимали время как нечто абсолютное и не изменяемое, но Эйнштейн перевернул всё с ног на голову. Время стало вдруг динамической переменной, которое может меняться в зависимости от наших действий. Пространство и время не только влияют на все, что случается во Вселенной, но и сами от всего этого зависят. За сто лет прошедших со времени открытия общей теории относительности человечество радикальным образом пересмотрело свои взгляды на картину мироздания. Как именно ты узнаешь в следующих роликах.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *