Teoria względności i continuum czasoprzestrzenne

Kontinuum czasoprzestrzenne jako koncepcja powstało na początku XX wieku i dosłownie zmieniło idee ówczesnych fizyków teoretycznych o naturze rzeczy w naszym świecie. Nawiasem mówiąc, ta nowa wizja w dużej mierze z góry określiła obraz. nowoczesny świat high-tech.

Przestrzeń czasoprzestrzenna i mechanika klasyczna

Zasady mechaniki klasycznej zostały sformułowane przez słynnego angielskiego naukowca Isaac Newton. Od momentu pojawienia się w ostatniej ćwierci XVII wieku do końca XIX wieku jego prawa, opisujące zjawiska naturalne, dominowały i uznawano je za niewzruszone. Jednak narodziny elektrodynamiki w drugiej połowie XIX wieku (nauka o propagacji i zachowaniu światła i fale elektromagnetyczne) wykazał swoją niezgodność z modelem Newtona. W szczególności dotyczyło to prawa mechaniki klasycznej w zakresie dodawania prędkości. Na przykład, jeśli dwa ciała przesuwają się ku sobie, to w odniesieniu do nieruchomego obiektu, każda z nich będzie miała swoją własną prędkość, ale prędkość jednego względem drugiego będzie określona przez dodanie prędkości. Jak prowadzić samochód w kierunku ustalonej bariery lub zbliżającej się w przeciwnym samochodzie. Jednak eksperymenty pokazały, że to prawo nie pasuje do prędkości światła. To zawsze pozostaje stałe.

Czasoprzestrzeń-czasoprzestrzeń i teoria względności

Młody niemiecki fizyk Albert Einstein był pierwszym, który zdał sobie sprawę z tej stałości. Doszedł do wniosku, że niezmienność ruchu światła pozwala nam połączyć ruch, przestrzeń i czas w jeden system. Stosunek ten wyrażono za pomocą znanego wzoru E = mc2. Jednak z tej zależności wynikało wiele innych przepisów sugerowanych we wzorach naukowca i sprawdzonych w praktyce. Zatem pojedyncze kontinuum czasoprzestrzenne, które przyjęło zależność jednego od drugiego, oznaczało możliwą zmianę tych parametrów. Dla Newtona obie te kategorie były nieaktywnym ekranem wydarzeń, ale w nowej koncepcji stały się bardzo aktywnymi uczestnikami.

Kontinuum czasoprzestrzenne i jego krzywizna

Bez wchodzenia w szczegóły obliczeń matematycznych, należy zauważyć, że Einstein był w stanie wykazać wpływ grawitacji na te parametry, które dosłownie je zniekształcają. W praktyce oznacza to, że w pobliżu tak masywnego ciała jak Ziemia, czas zwalnia swój bieg, a przestrzeń jest ściśnięta. W tym samym czasie czas płynie nieco szybciej na orbicie naszej planety, a sama kwestia przestrzeni jest nieco mniej przyspieszona. Dzisiaj to założenie zostało potwierdzone przez ultra dokładne zegary zainstalowane na stacjach przyziemnych. Należy zauważyć, że rozbieżności są niezwykle małe, ponieważ pole grawitacyjne Ziemi jest również niewielkie. Ale jeśli weźmiemy pod uwagę o wiele bardziej masywne ciała, zdarzają się niesamowite rzeczy. Słońce jeszcze bardziej wpływa na kontinuum czasu. A jeśli wyobrażacie sobie, że ciało może osiągnąć pewien punkt gęstości, to całkowicie wyjdzie, że blisko niego upływ czasu prawie zamarza, a światło nie może uciec z powodu grawitacji. Takie obiekty nazywane były czarnymi dziurami, a ich istnienie było wielokrotnie potwierdzane przez inne pośrednie fakty.