Чуть больше ста лет назад немецкий физик-теоретик Альберт Эйнштейн познакомил публику со своей научной работой - “Общей теорией относительности” (ОТО) — блестящей геометрической теорией тяготения, которая хоть и подвергалась нападкам со стороны ученых на протяжении десятков лет, но все же смогла устоять: по сей день она значится на вооружении у многих представителей научного мира. Труд Эйнштейна смог детально описать пространство-время (пространственно-временной континуум) и дать точное объяснение тому, как работают законы природы.
Давайте поговорим о трех интересных фактах «эйнштейновского» пространства-времени.
1. Время не может существовать отдельно от пространства:
- в повседневной жизни мы привыкли считать, что наш материальный мир - это трехмерная пространственная модель, которую можно описать тремя измерениями - длиной, высотой, шириной. Как видно, время здесь не применяется, несмотря на то, что оно неразделимо связано с пространством.
Ученые же высказывают мысли, что на самом деле мы живем в четырехмерном мире, в котором есть место и временному измерению - времени. Именно время, по словам специалистов, отвечает за положение объекта в пространстве.
«Однако у людей пока нет опыта чувственного восприятия геометрии четырехмерного мира, - говорят исследователи. - Пространство и время могут быть частью одного целого, но по какой-то причине наш мозг отделяет эти две величины друг от друга».
2. Любое тело (имеющее массу) искривляет пространство-время. Чем больше масса объекта, тем больше искривление пространства-времени:
- чтобы понять, как искривление работает, давайте представим туго натянутое полотно, которое будет выступать в роли ткани пространства-времени. Поместим на него массивный шар (пусть это будет Солнце). Под нашей «звездой» упругая ткань полотна начнет прогибаться, и в результате появится вмятина наподобие воронки: чем массивнее будет помещенное на эту ткань тело, тем глубже и шире будет воронка.
Теперь положим на полотно маленький шарик (Землю) и толкнем его в сторону, придав ему первоначальное ускорение. Шарик начнет скользить по краю этой воронки - реагировать на искривление пространства-времени, постепенно спускаясь вниз (то есть начнет двигаться по орбите). Это и есть гравитация, согласно ОТО. Большой шар не притягивает маленький, а своей массой создает вмятину такой структуры, что шарик, выбирая путь наименьшего сопротивления, скатывается к нему.
- ОТО Эйнштейна предсказывает, что даже лучи света, проходя по этой искривленной части пространства, начнут изгибаться.
- в пустом пространстве, если на тела не действует никакая сила, они движутся по прямой, то есть по кратчайшему расстоянию между двумя точками. В искривленном пространстве-времени объекты будут двигаться по таким “кратчайшим линиям”, и их будет затягивать в области, где время "кратчайшее", то есть где оно течет медленнее.
Получается, что чем крупнее объект, тем больше гравитационное поле, и чем ближе к этому объекту будет находиться тело, тем медленнее для этого тела будет идти время.
Объяснения гравитации как явления состоит в том, что материя (масса) искривляет пространства-время: сами по себе тела не ощущают силу гравитации, а просто следуют естественному искривлению.
3. Теория суперструн утверждает, что Вселенная может существовать сразу в десяти измерениях. Шесть из этих измерений наш разум пока не способен воспринять. Все измерения хорошо описаны в статье “A universe of 10 dimensions”, размещенной на портале Phys.
- первые три мы знаем: длина, высота, ширина.
- четвертое - это время.
- остальные шесть “дополнительные”. Ученые считают, что если бы человек мог воспринимать пятое и шестое измерения, то перед его глазами предстал бы мир, который сильно отличается от привычного: наблюдатель смог бы измерить различия и сходства между миром, где он существует и возможными мирами, а также увидеть плоскость и местоположения вероятных вселенных, зародившихся при условиях, при которых появилась наша Вселенная. Тогда бы, гипотетически, люди научились путешествовать в прошлое и перемещаться в разные варианты будущего.
- седьмое и восьмое измерения позволили бы человеку «отпереть двери» в миры, зародившиеся при совершенно иных обстоятельствах, и получить доступ к «отличающимся вселенным».
- девятое измерение помогло бы нам сравнить истории всех вселенных (имеется в виду, как зародившихся при условиях, схожих с теми, при которых появилась наша Вселенная, так и отличных).
- в десятом измерении нам открылось бы все «вообразимое».
Все шесть «дополнительных» измерений вытекают из математических расчетов, применяемых в теории суперструн.
Вам может быть интересно:
9 фактов о наблюдаемой Вселенной, которые вас поразят
Какие существуют гипотезы, объясняющие парадокс Ферми
Звук в космосе, атомы размером с Манхэттен… 5 удивительных фактов о наблюдаемой Вселенной
Подписывайтесь на наш канал в Дзен, поделитесь мнением о материале и расскажите о нем друзьям. Еще больше интересных статей — на нашем сайте. Также у нас есть канал в Instagram, где выходят статьи в картинках.
