Четырехмерный мир

В своей частной теории относительности Эйнштейн основывал­ся на результатах наблюдений Майкельсона и Морли о постоянстве скорости света (с) независимо от движения наблюдателя. Он не выяснял причин, а рассматривал следствия, вытекающие из этого странного факта. Что такое пространство и время? В нашей повсед­невной жизни постоянство скорости света не играет никакой роли; наше представление о том, что имеет значение, вытекает из повсед­невного опыта, для которого многие особенности окружающего нас мира скрыты. Фактически, привычная формула «скорость = рас­стояние/время» показывает, что скорость света может быть для всех одинаковой только в том случае, если пространство и время связаны между собой таким способом, который никто не мог предположить.

>Четырехмерный мир

Взаимосвязь координат пространства и времени означает, что мы живем в четырехмерном мире особого типа (см. врезку 14.1). По своей природе время отличается от трех пространственных из­мерений (длина, ширина, высота), причем не только потому, что мы измеряем время с помощью часов, а расстояние — с помощью линейки. Герман Минковский (1864-1909), один из учителей Эйн­штейна, объяснял это в 1908 году следующим образом: «Отныне пространство само по себе и время само по себе должны обратиться в фикции, и лишь некоторый вид соединения обоих должен еще со­хранять самостоятельность».

У каждого наблюдателя есть его собственное четырехмер­ное пространство время, которое тем сильнее отличается от пространствавремени другого наблюдателя, чем быстрее проис­ходит их относительное движение. Обычно эта разница становит­ся заметной, только когда относительная скорость приближается к скорости света. Но поскольку в обычной жизни таких скоростей не бывает, нам не удается заметить истинной связи между простран­ством и временем. Мы полагаем, что наше время течет с той же ско­ростью, что и время соседа, но это верно только до тех пор, пока мы движемся так же, как наш сосед.

>Четырехмерный мир

Из теории относительности следует совершенно неожиданный факт. Два наблюдателя могут получать абсолютно разные результа­ты измерения расстояний в пространстве и интервалов во времени между двумя событиями, если они движутся друг относительно дру­га. Формулы для связи между разными значениями этих величин, так называемые преобразования Лоренца, были выведены еще в 1887 году Вольдемаром Фогтом (18501919) на основе уравнений Максвел­ла, а позднее — Хендриком Лоренцом (см. 14.3), заложившим математический фундамент для теории относительности. Как мы помним, константа с появилась уже в уравнениях Максвелла. Любо­пытно, что первой релятивистской теорией была электромагнитная теория Максвелла, созданная еще до самой теории относительности! Когда Максвелл выводил свои знаменитые уравнения, он не подозре­вал, что в них скрыто сокровище — теория относительности.

    Похожие статьи из категории: Время и пространство
  • Альберт Эйнштейн

    Эйнштейн родился в городе Ульм (Германия) в семье ювелира. Альберт с трудом вписывался в школьную систему и был вынужден покинуть школу в 16 лет. Его отец, надеясь, что сын займется […]

  • Странная скорость света

    Обсуждая успехи небесной механики, мы уже цитировали Тома­са Хаксли: «Наука — это не что иное, как обученный и организован­ный здравый смысл». За 1700е и 1800е годы здравый смысл до­брался и […]

  • Принцип относительности

    Мы заканчиваем это знакомство с релятивистскими явления­ми коротким описанием принципа относительности, лежащего в основе частной теории относительности. В главе 7 мы узнали о принципе относительности Галилея — наблюдатель, участвую­щий в […]

  • Растяжение времени

    Течение времени измеряется интервалами между событиями, например колебаниями маятника. Оказывается, время течет мед­леннее для быстро движущихся часов по сравнению со временем, измеренным часами неподвижного наблюдателя. Часы наблюда­теля измеряют «правильное» время […]

  • Пространство, время и событие

    В теории относительности и в повседневной жизни мы используем пространство и время для описания событий. Пусть, например, событием является подписание докумен­та. В этом случае «координаты» будут выглядеть следую­щим образом: в […]

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *