Найти в Дзене
Блокнот математика

О геометрии реального пространства

Давайте еще немного пофилософствуем. Что такое геометрия пространства, или пространства-времени?

Пространство и время объективно существуют, мы можем измерять расстояния и промежутки времени тем или иным способом, и, по крайней мере, мы можем ощущать расстояния и давность. А конкретные правила, связанные с этим, и определяет геометрия.

Начиная с Евклида и долгое время она была одна. Изящно сведенная к нескольким аксиомам, она позволяла решать широкий круг геометрических задач. Она проверяется экспериментом/опытом в бытовых условиях, и неопределяемые понятия "точка" и "прямая" мы легко можем представить как идеализации реальных объектов, и аксиомы самоочевидны.

"Начала". Труд Евклида, заложивший основы геометрии
"Начала". Труд Евклида, заложивший основы геометрии

Но почему эта геометрия обязательно верна на всех масштабах?

Почему то, что вы называете плоскостью, не является сферой огромного, космологического радиуса? В конце концов, Земля тоже плоская в рамках вашего подворья, а то, что она — огромный шар, далеко не очевидно, и требует обоснования с помощью тонких измерений и наблюдений. А если Земля — не шар, а эллипсоид? Это еще менее очевидно.

Увеличиваем кусок Земной поверхности
Увеличиваем кусок Земной поверхности

Почему верен пятый постулат? Да, в пределах стола он проверяется, но в масштабах Галактики это уже труднее проследить. Хотя можно. Но не лично тебе, скорее всего.

К пятому постулату. Может быть, где-то далеко пересечения и нет?
К пятому постулату. Может быть, где-то далеко пересечения и нет?

А почему пространство и время абсолютны? В твоем погребе — несомненно, но вообще? Почему геометрия евклидова, а не Минковского? Это надо проверять, весьма тонкими экспериментами.

Пространство Минковского. В обычных единицах световой конус очень широкий — время почти абсолютно. Но если поэкспериментировать поточнее...
Пространство Минковского. В обычных единицах световой конус очень широкий — время почти абсолютно. Но если поэкспериментировать поточнее...

Наконец, а почему пространство-время не может быть искривлено? потому что у тебя на кухне/в погребе это не так? Не аргумент. Потому что тебе трудно это представить?

Представь карту России. На ней есть прямые (локсодромия), но они не кратчайшие; есть кратчайшие пути (ортодромия), но они не прямые. Пространство кривое. На Севере расстояния не так измеряются, как на Юге. Площади областей на карте не соответствуют реальным, то есть считаются по другим формулам. И что?

Карта — пример двумерного кривого пространства
Карта — пример двумерного кривого пространства

А почему это не может быть так в целом? Вблизи массы "прямые" линии не прямые, а время замедлено в том смысле, что пространственно-временные расстояния между событиями исчисляются по другим формулам.

***

Я скажу почему. Потому что непривычно. Удобнее считать, что все так, как у себя на кухне, как в детском садике учили, как привык с детства. Потому что ответ может дать только эксперимент или наблюдение, и они дают, и ответ этот не нравится тем, кто хочет уютного комфорта.

А с учетом того, что уютный комфортик порушил клерк (от этого особенно припекает) да еще еврей по национальности...

Путеводитель по каналу