Адепты ОТО и СТО налево и направо разбрасываются своими мантрами: пространство-время, замедление времени, искривление пространства, криволинейное движение, и думают, что это все объясняет. Ну, давайте посмотрим детальнее. Может, и им самим чего-нибудь объясним.
Пространство-время – это в СТО. В СТО его величина зависит от скорости движения системы. Движение подразумевается равномерное прямолинейное. Сокращение пространства-времени там означает банальное уменьшение его количества. Наряду с уменьшением времени-пространства, по Лоренцу величина стержня, например, наоборот увеличивается в той системе, в которой его рассчитывают.
В ОТО происходит разделение на время и пространство. Пространство искривляется, а время замедляется. Это два разных процесса. И здесь уже пространство воздействует на объект, заставляя его ускоряться возникшей кривизной. Время абстрактно замедляется.
Это мы к тому, что некоторые околоадепты, для большей убедительности, и в ОТО кидаются термином пространство-время, совершенно не отдавая себе отчет, что искривление пространства-времени и замедление пространства-времени даже звучит несколько странно. Примерно как: искривление времени и замедление пространства.
Отталкиваться будем от предположения, что очень вдали от массы, где искривления пространства этой массой уже не наблюдается, время идет нормально. Там, где начинает проявляться ускорение в сторону гравитирующей массы время начинает замедляться. То есть, в области вокруг массы время так или иначе замедленно. Поэтому, например, скорость спутника м/с, вещь очень расплывчатая, поскольку длительность этой самой секунды неизвестна. Ни на уровне спутника, ни с точки зрения, находящихся на поверхности гравитирующего тела. Время у них идет по-разному, а длительность нормальной секунды установить, вообще не представляется возможным.
Теперь про криволинейное движение. Криволинейное движение, как таковое не вызывает набора скорости, поскольку пока в направлении поворота наблюдается ускорение, в предыдущем направлении наблюдается торможение. Это хорошо видно на примерах спутников. Движутся они по явно криволинейным траекториям, но скорость не набирают. Пользуясь распиаренной и оплеванной со всех сторон аналогией с батутом, можно быстро выяснить, что криволинейность прогиба больше для тел с меньшей массой. О величине искривления мы можем судить только по наблюдающемуся ускорению. Возьмем два тела с разными массами и посмотрим на прогиб при одном и том же ускорении.
Кроме того, стараниями Галилея, нам известно, что от траектории скатывания шарика по наклонной плоскости скорость шарика не зависит.
Таким образом, термин «криволинейное движение» в гравитации можно засунуть подальше.
Значит, остается замедление времени. О замедлении времени мы тоже можем судить только по величине ускорения.
С одной стороны, очевидно, что чем больше масса гравитирующего тела тем больше будет замедление времени. Однако, это не совсем так. Представьте себе, что некий объект с массой 5.98*10^24 был когда-то горячим и несколько газообразным, радиус его составлял 8934203.9м. На его поверхности наблюдалось ускорение
И все это при одной и той же массе. То есть, замедление времени не совсем от массы зависит.
Тогда, может быть дело в плотности? Только в этом случае, не могут существовать сверхмассивные черные дыры. Ну, в смысле дыры-то могут существовать, только они вовсе даже не дыры, ибо время на их поверхности почти совсем не замедляется. Дело в том, что, во-первых, у таких звезд оказывается очень маленькая плотность. А во-вторых, в формуле второй космической скорости очень большую величину представит радиус, а ускорение, совсем даже наоборот. А мы ориентируемся на показатель ускорения. И не с чего там особо замедляться времени.
Да и, например, в первом нашем примере для тела 5*10^20кг, при одинаковом ускорении с Землей плотность будет гораздо больше, чем у Земли
603812 против 5523. То есть, плотность разная – ускорение одинаковое.
Другими словами, время будет замедляться не жестко «вблизи массы». Зависимость не установлена, длительность секунды не определена. Кроме того, возрастающее замедление времени будет нивелировать возрастающее ускорение.
В общем, ОТО ничего на самом деле не объясняет, несмотря на красивые термины.
P/S: А вот, кстати, на счет GPS. Кто-нибудь задумывался, что спутник шлет сигнал в свое прошлое?
Это вам не просто два будильника с выставленным разным временем (оба раза с каким попало) другу сигнальчики шлют. :)
Хм, … Елки, …Мммм… Это же пожалуй, любое тело, падающее в искривленном времени, рискует упасть в своем прошлом…..