Во времена Ньютона пространство и время воспринимались как отдельная несвязанная с событиями сущность. Говоря понятным языком, если черепаха ползёт внутри аквариума, то её движение никак не влияет на сам аквариум (который тут является примером пространства).
С появлением теорий Эйнштейна, пространство-время оказалось связанным с событиями. Тела оказались в непрерывным движении, а их перемещения вызывали искривления пространства-времени. Было предположено, что именно такое искривление является причиной появления гравитации.
Из статьи в статью кочуют представления о том, что эта фундаментальная сила появляется именно благодаря искривлению пространства-времени. Да и многие интересные физические эффекты существуют тоже благодаря именно этому процессу. Например, известная и для многих удивительная ситуация с разной скоростью хода часов на разной высоте тоже базируется на искривлениях. Но чем являются сами такие искривления с физической точки зрения и что конкретно искривляется понять обычно очень сложно.
Для того, чтобы искривить пространство-время, нужно, чтобы оно было физическим объектом. Простынь на кровати можно искривить, если положить по центру арбуз и попробовать поднять её за края. Но физика пока не имеет представления о том, чем с физической точки зрения является пространство-время. Вероятнее всего на этот вопрос нет прямого объекта, поскольку и пространство, и время - это метрики. Примерно как линейки или зарисовки Евклидова пространства на бумаге.
В стереометрии на уроках мы рисовали шары или конусы в объеме, используя трехмерные координаты. Трехмерное пространство было простой математической абстракцией, которая позволяла измерять объекты и размещать координаты точек в нужном месте. Нельзя ведь в этом случае сравнивать координатный объем со, скажем, киселем.
Зато использование сравнения с реальными физическими объектами очень сильно упрощает представление и визуализацию. Конечно же, понять природу гравитации по-Эйнштейновски намного проще, если изобразить арбуз, который лежит по центр простыни и из-за которого эта простынь провисает. В такую "лунку" будут скатываться и другие объекты. Скатывание за более тяжелым объектом и воспринимается как гравитация. Ну а простынь - это абстрактное пространство-время.
Этот пример настолько популярен, что даже продемонстрирован во многих научно-популярных и научно-исторических фильмах. Например, в замечательном фильме "Эйнштейн и Эддингтон".
Вот только сам Эйнштейн комментируя теорию гравитации, в одном из писем писал, что не стоит сравнивать деформацию пространства времени с искажением простыни или другого объекта.
Все деформации и модификации он предлагает воспринимать только лишь как математическое описание специфики поведения некоторых процессов. Никакие шары в лунки не скатываются и суть тут в другом.
Смысл, как я уже понял сам, заключается в том, что пространство-время меняет свои свойства при взаимодействии с объектом, но сравнивать это с непосредственным физическим искажением не совсем верно. Процесс можно описать математически. Если же наложить математическое описание на реальную картинку, то условно можно предположить, что пространство будет вести себя примерно так, как на знаменитых картинках.
Искривление и пространства, и времени - это отклонение от линейности. Не более. Если сюда добавить представления о квантовых полях, то всё становится ещё интереснее.
Пространство-время станет не пустым (никакого физического вакуума!), а наполненным тем или иным полем. При таком раскладе математическое описание будет относиться к тому или иному квантовому полю. Объект будет взаимодействовать с тем или иным полем и понимание сильно упрощается. Деформируется само поле. Но тут мы упираемся в тот же вопрос - а можно ли считать квантовое поле физическим объектом или это будет распределение энергий с набором флуктуаций :)...
⚠ Обязательно подписывайтесь на канал, тыкайте лайк 👍 и возвращайтесь за обновлениями!
🔹 Не забывайте читать новые статьи на сайте!