Представьте себе лист газеты или простыню. Если положить в центр простыни дыню, то она будет искривляться. Теперь представьте, что пространство объемно. Что именно в нём будет искривляться? Ведь логично следует, что в случае дыни у нас деформируется именно поверхность ткани. В объеме такой поверхности у пространства или нет, или ей может стать что угодно (любая плоскость внутри).
Вам нужно осознать, что понятие ткани и кривизны пространства - это в основном просто инструменты, которые мы придумали, чтобы помочь нам разобраться в странных явлениях. Эти физические теории в основном просто математические модели того, как все на самом деле работает. В случае общей теории относительности (ОТО) модели предсказывают довольно точно.
Концепция кривизны исходит из экстраполяции чего-то, что мы можем хорошо понять.
Если вы возьмете кусок ткани и притворитесь, что он бесконечно тонкий, он станет двухмерной поверхностью, встроенной в трехмерное пространство. Вы можете сгибать и деформировать его. Но если бы вы были двухмерным существом на этой поверхности, она бы казалась просто плоскостью, потому что у вас нет возможности наблюдать третье измерение. Объект, движущийся по этой ткани, будет изгибаться и поворачиваться способами, которые вы не можете понять. Но для нас, трехмерных существ, смотрящих на ткань, мы можем видеть изгибы и деформации. Для нас очевидно, почему объект движется именно так.
Гравитация работает аналогичным образом. Объекты в космосе изгибаются в присутствии гравитационного объекта - Луны, вращающейся вокруг Земли. Но как она это делает?
Нет ничего, что «притягивало бы» Луну к Земле - ни видимой нами частицы, ни струны и т. д. (хотя, как вы помните из моих статей такие штуки допускаются - привет гравитонам и теории струн). Что ж, если мы предположим, что наше трехмерное пространство может изгибаться и деформироваться в четырехмерной системе координат способами, которые мы не можем увидеть и понять, мы можем наглядно представить, как это может работать. Это выглядит так же, как помещение груза в нашу двухмерную ткань искажает ее и, следовательно, искажает путь объектов, движущихся по ней, без какого-либо очевидного взаимодействия частиц, струны, связывающей их вместе. Массивные объекты делают то же самое с трехмерным пространством. Земля искажает трехмерное пространство, заставляя Луну вращаться вокруг нее.
Это реальное искажение? Не знаю. Я считаю, что Гравитация, скорее всего, является эмерджентным явлением. Эмерджентное явление - это то, что возникает из коллективного влияния более простых частей, но не существует на индивидуальном уровне. Пробки возникают из-за отдельных автомобилей, следующих простым правилам, но не создаются какой-либо одной машиной.
В микроскопическом мире частицы взаимодействуют посредством квантовых полей. Когда вы масштабируете эти взаимодействия до массивного объекта, например, звезды, коллективные эффекты могут проявиться как искривление пространства-времени, которое мы называем гравитацией. Гравитация может не существовать как отдельная сила, а вместо этого может быть результатом бесчисленных малых взаимодействий.
Есть теория, которая называется энтропийная гравитация. Ключевая идея заключается в том, что гравитация может возникнуть из-за изменений в энтропии Вселенной. Когда частицы или массы движутся в пространстве, они вызывают изменения в энтропии окружающего пространства. Изменения в энтропии можно интерпретировать как силу , которая толкает объекты друг к другу. Эта сила и есть то, что мы воспринимаем как гравитацию .
Подумайте о том, как работает температура в комнате. Если вы думаете о температуре на уровне отдельных молекул, каждая молекула движется хаотично. Но когда вы смотрите на большое количество молекул вместе, коллективное движение всех этих молекул - это то, что мы воспринимаем как температуру. Точно так же гравитация может быть следствием коллективного поведения базовой информации в пространстве.
При этом модель ОТО работает достаточно хорошо, чтобы мы могли предсказывать то, чего раньше не получалось. Искажение света вокруг Солнца, гравитационное линзирование, замедление времени в гравитационном поле - все это предсказывала теория, но не наблюдалось до недавнего времени.
Спросите причём тут вообще искажение пространства и для чего всё это обсуждается?
При том, что искажение пространства используется у нас как инструмент для описания работы сложного физического явления. Мы не можем исключать, что как такового искажения просто нет, а математика описывает всё таким образом, потому, что утрирует реальный процесс. Каким-то чудом всё это довольно точно предсказывает реальность, но далеко не факт, что есть именно физическое искажение, которое можно потрогать.
С другой стороны, мы не можем исключать и обратное. Пространство действительно может искажаться. Для этого не нужна конкретная поверхность. Процесс может подразумевать искажение одной из экстраплоскостей внутри системы. Представьте, что вы воткнули гвоздь в цельный резиновый мячик. Та плоскость, которая не проткнется и будет просто деформироваться - это отличный пример. Поэтому, при этой логике мы подразумеваем, что кубик пространства делится на плоскости, а те искажаются.
⚠️ На всякий случай потихоньку переношу материалы с ДЗЕНа в Телеграм и делаю архив. Мало ли что...Читайте лучшие статьи с канала здесь и не забывайте подписаться!
---
⚡ Обязательно подпишитесь на Telegram проекта и читайте эксклюзивные статьи! Обновления каждый день!