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 г. Турку (Финляндия) 26 марта 2007 года. Пространственное положение указано именем города Тур­ку, а координата времени — 26.03.2007 (если не требуется слишком подробно указывать место и время подписания до­кумента).

>

Пространство и время не имеют абсолютных значений. Они описываются с помощью координат, как положение точки на карте. Можно сказать, что город Пори находится на 115 км севернее и на 20 км западнее города Турку или же что Пори на о км севернее и на 105 км западнее города Тампе­ре. Обе пары координат Пори — (115,20) и (о, 105) — верны, но нужно помнить, что первые координаты указаны отно­сительно Турку, а вторые — относительно Тампере. Однако расстояние между двумя точками не зависит от системы ко­ординат. Координаты этих городов, Турку (о, о) и Пори (щ, 20), говорят, что расстояние между ними по линии северНюг 115 км, а по линии востокзапад 20 км.

Обсудив пространственные координаты и расстояния, давайте обратимся к координатам в пространствевремени. В качестве примера вычислим пространственно временной интервал между двумя событиями: пусть разница по време­ни составляет 40 секунд, а разность положений — 15 свето­вых секунд, тогда интервал будет равен квадратному корню Это равно 37 секундам и не зависит от того, какую систему координат мы использовали. Заметим, что когда мы вычисляем интервал пространства времени, то в подкоренном выражении применяем знак минус. Если бы мы работали в обычной пространственной системе ко­ординат, то в подкоренном выражении стоял бы плюс, в со­ответствии с теоремой Пифагора. Знак минус подчеркива­ет различие в природе пространства и времени; этот минус говорит о том, что растяжение пространства и времени не укладывается в «здравый смысл».

>

В формуле для вычисления интервала расстояние было выражено в единицах времени распространения света — в световых секундах. Эта единица соответствует расстоянию, которое свет проходит за 1 с, что немногим меньше расстояния от Земли до Луны. Можно использо­вать и световой год — расстояние, которое свет проходит за год; ближайшая звезда альфа Кентавра удалена от нас на 4 световых года. При использовании этих единиц ин­тервал между двумя событиями тоже получается в едини­цах времени.

Особая природа интервала между двумя событиями хорошо видна на простом примере. Допустим, что первым событием будет момент, когда луч света звезды начинает распространяться из какой то точки пространства, а вто­рым событием — момент прихода этого луча в другую точ­ку пространства. Тогда интервал между этими двумя со­бытиями окажется нулевым. Взрыв новой звезды в нашей Галактике и получение нами информации об этом взрыве являются двумя событиями, пространственно временной интервал между которыми равен (как ни удивительно!) нулю.