Про искривление пространства

В свете недавнего поста про гравитационные волны решил написать свои непонятки по их поводу, непонятки по тому, как пространство вообще может искривляться. Поскольку описание непонятки довольно большое, решил написать отдельный пост. Тем более это касается не только новости о недавно обнаруженных гравитационных волнах, а о гравитации и пространстве вообще.

Я не понимаю как пространство вообще может сжиматься под воздействием тел. Сжиматься может газ, вода, и даже твёрдые тела. А пространство? Это же всего лишь бесконечно большой объём в котором содержится всё - вакуум, материя. Это даже не вакуум. Это то, что в чём находится вакуум. Как оно может сжиматься, если сжиматься могут только материальные объекты, и то не все, а лишь те, которые состоят из материальных объектов поменьше, полностью неделимый материальный объект сжиматься не будет. Для того, чтобы что-то сжималось это что-то должно состоять из частей, которые отделены друг от другом расстояниями (надеюсь с этим никто спорить не станет). Из чего состоит пространство, которое по определению абсолютно большое, нематериальное и неделимое? А если даже и делимое на кубики, то совокупность таких кубиков сжиматься не будет, потому что между ними нет расстояния. Если между ними всё же есть расстояние, то значит между ними существует пространство, а значит сами эти кубики пространством не являются, иначе как это, пространство между ближайшими частями пространствами?)


Вообще, когда показывают искривление материей пространства на полотне или в 3D-херне, где полотно или 3D-херня пространство, а материя (обычно шарик) материя, то почему-то шарик находится вне этого полотна или 3D-херни! Как же так?! Шарик должен быть внутри пространства, занимать его часть, сам при этом не являясь её частью! Мы же говорим: этот шкаф/дом/бетонный блок/шарик ЗАНИМАЕТ слишком много пространства. Ключевое слово ЗАНИМАЕТ! То есть он заполняет собой некоторое пространство, сам этим пространством не являясь. Он В пространстве. Когда же нам показывают искривление пространства с полотном/3D-хернёй, то почему-то шарик находится вне пространства (полотна/3D-херни), и В нём не находится! ВОПРОС: Почему нам показывают так, словно шарик не находится в пространстве, а находится вне его? Ведь если он не в пространстве, то где тогда он находится? Нигде? Если нигде, то значит его и нет вовсе, этого шарика. Весь шарик целиком, каждая его часть должны занимать некоторое пространство.


Пожалуй поясню свою мысль. Давайте (мысленно) попробуем представить себе компьютерную модель дискретного (кубикового) пространства. Компьютер абсолютно большое пространство смоделировать не в состоянии наверное, да и нам ни к чему, пускай будет 10×10×10.


Компьютер тогда создаст нам в 1000 кубиков виртуального пространства, каждому задаст координаты (трёхмерные номера X×Y×Z), между ближайшими кубиками естественно нет какого-либо расстояния, они вплотную друг с другом соприкасаются. Материей будет являться цветной кубик, помещённый в кубик пространства. Это как в кубическую коробку засунули куб чего-то абсолютно твёрдого, при условии, что у коробки нет толстых стенок, вместо них не обладающие толщиной геометрические грани. Спрашивается, как кубик может сжимать пространство вокруг себя? Как это вообще смоделировать? Кубики пространства не обладают свойством эластичности, если бы обладали то это уже материя, причём состоящая из кусочков между которыми есть расстояния. Ладно, допустим кубики пространства обладают эластичностью, хотя уже это бред. Даже в этом случае с какого фига кубики вокруг твёрдокубика сожмутся? Вообще, когда что-то сжимается, части этого чего-то выдавливаются с какой-то стороны в по определённому направлению. Должна быть приложена сила. Какая сила может быть приложена со стороны твёрдокубика к кубикам пространства??? Хорошо, предположим даже что эта сила существует. Но эта сила не в силах оттянуть кубики пространства от твёрдокубика в стороны, ибо пространство около кубика должно быть, «беспространственной» пустоты существовать не может в принципе, ибо она всё равно занимает какое-то пространство, а значит и отсутствия пространства нету. Можно предположить что сила разорвёт кубик пространства, в котором находится твёрдокубик и высосется из него и все пространственные кубики сплюснутся вокруг твёрдокубика. Но это бред, во-первых пространственные кубики элементарны, из частей не состоят, а значит рваться не могут, во-вторых, где тогда будет находится твёрдокубик? В «беспространственной» пустоте, которой в принципе существовать не может?


Даже если мы смоделируем недискретное пространство с недискретным шариком всё равно пространство сжиматься не сможет, те же проблемы будут что и с дискретным.


Вообще выражение «пространство сжимается» это как «сжимается плоскость», «сжимается прямая». Эти объекты не могут сжиматься в принципе! И вообще, это нематериальные абстракции. Их нельзя пощупать руками, их нельзя сжимать в принципе. Это просто абстракции. Попробуйте сжать добро, сжать зло, сжать другие абстрактные вещи, которые НЕСЖИМАЕМЫ В ПРИНЦИПЕ!


В общем, для меня очевидно, что пространство несжимаемо в принципе. Это для меня также очевидно, умозрительно, как то, что аксиома «Через любые две точки на плоскости можно провести прямую и притом только одну» верна. Объект «пространство» не относится к классу объектов, которые сжимаемы, искривляемы. Также, как объект «добро», объект «зло», объект «гнев» и любая другая абстрактная вещь.



Надеюсь, я донёс свою мысль. Если я всё равно неправ, то разбейте мою аргументацию. Т. е. ответьте на вопросы:


1) Из чего состоит пространство, которое по определению абсолютно большое, нематериальное и неделимое? Если ни из чего не состоит, то оно несжимаемо, неискривляемо и вообще недеформируемо, ибо для сжатия должна быть пустота между объектами, из которых оно состоит (эта пустота будет занимать пространство, а значит мы пространство никуда не "отжали").


2) Почему в моделировании искривления пространства материю (шарик) всегда изображают вне пространства (полотна, 3D-херни), хотя в реальности материя не может существовать вне пространства, иначе она уже просто не существует, ибо она в "нигде", её нигде нет))


3) Каким образом пространство сжимается-искривляется? Объясните процесс искривления от начала до конца: вот было пустое пространство, потом волшебным образом (ну комп в виртуальном смодельнул или Б-г в реальном мире создал :DD) появилась материя, как дальше происходит искривление-сжатие пространства, появляются гравитационные волны, объясните поэтапно пожалуйста. Если можно нарисуйте картинки этапов.

Автор поста оценил этот комментарий

Аналогия с провисающей плёнкой, которая обычно применяется, на самом деле не очень хороша по той причине, что в этом случае эта резиновая плёнка будет из своего двухмерного пространства выходить в трёхмерное. Было бы наглядней, если б мы её как бы "щипали", при этом плёнка стягивалась бы к месту щипка, оставаясь двумерной. Вот искривление пространство выглядит примерно так же: оно "стягивается и расширяется" само по себе, как и плёнка делает это, оставаясь всё в той же плёнке.

раскрыть ветку (1)
1
Автор поста оценил этот комментарий

Плёнка может сжиматься потому что у её кусочков (элементарных частиц) есть расстояния друг от друга, которые можно уменьшить (кстати расстояние это область двухмерного пространства). У пространства элементарные части это точки. Их кстати бесконечно много даже в некоторой определённой области (если мы только не рассматриваем дискретное виртуальное пространство). Между ними нет расстояния, которое можно уменьшить. Как тогда его, пространство, можно сжать? Разве что точки вложить друг в друга. Но тогда между точками образуется "беспространственная пустота", чего быть не может)

Пытаться понять искривление пространства это всё равно что пытаться понять искривление числовой прямой, где, к примеру, попытаться сжать вдвое интервал (1;2). Тогда получается, что 1+(+0)=1+2(+0). (+0) это бесконечно малая величина. Если же мы разделим числовую прямую на элементарные части, равные 0,1, то тогда 1,1=1,2. Вы можете себе представить сию бредятину? Вот и я не могу нормально представить деформацию пространства. Ладно, я ещё подумаю, но всё это пипец как бредово =) Сжать то, что несжимаемо...

Да, и кстати, физики разгадали причину этого стягивания пространственной плёнки (плоскости)? Я не вижу ни малейшей причины у этой плёнки стягиваться. Ну есть у нас круг материи, находится он в плоскости, как он плоскость то насилует, что она "стягивается и расширяется"?) Что он с плоскостью делает?

1
Автор поста оценил этот комментарий

Вы на чувственный опыт опираетесь, который вполне может быть неверен, т.е. то, что вы зовете очевидным таковым может и не быть. Научное познание не опирается только на восприятие, необходимо осмысление. Пространство материально и неразрывно с материей. Чистого вакуума не бывает, где частицы "плавают". Это среда со своими характеристиками, которые не доступны для восприятия. Т.е. все немного по-другому - время, пространство, энергия и материя - это слова, которые описывают проявления материального мира, но они сами по себе отдельно не существуют, это как характеристики материи в целом, разные ее проявления, о которых мы можем говорить как об отдельных явлениях.

раскрыть ветку (1)
1
Автор поста оценил этот комментарий

„Пространство материально и неразрывно с материей.‟

Ты уже определись, пространство материально (то есть и есть материя) или оно неразрывно с материей (а значит само материей не является).

И да, я не только на чувственный опыт опираюсь. Я опираюсь на элементарную логику, здравый смысл, ум, который не даёт мне очевидности искривления пространства. Пытаться понять искривление пространства это всё равно что пытаться понять искривление числовой прямой, где, к примеру, попытаться сжать вдвое интервал (1;2). Вы можете себе представить сию бредятину? Вот и я не могу нормально представить деформацию пространства.

показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий

Представь, что всё пространство заполнено некой трёхмерной сеткой. И вот эта сетка может искривляться, выгибаться, сужаться и т.п., утягивая за собой всё, что с ней "приклеено". При этом, раз так происходит, с точки зрения того, кто находится на этой сетке, её линии всё равно остаются прямыми, хотя на самом деле, если он пойдёт, как ему кажется, прямо, он может описать весьма своеобразную траекторию. Вот примерно как-то так всё это выглядит.

раскрыть ветку (1)
1
Автор поста оценил этот комментарий

И вообще, если бы это искривление, которое я просто не могу мысленно представить, (поскольку для того, чтобы мысленно искривить что-либо, мне нужно представить пространство, в котором я что-либо буду искривлять, и что же это, я буду искривлять пространство в пространстве, объём в объёме? [объём синоним пространства]), действительно имеет место быть, и гравитация и есть следствие этого искривления, то тогда получается, что вся материя около объектов с большой массой (Землёй, Солнцем) искривляется. Я бы щас видел не прямой смартфон, а расплывчатый, всё бы расплылось, изогнулось (ну а хуле? пространство шалит, изгибается, сжимается). Но я что-то этого не наблюдаю. И учёные что-то этого нигде не наблюдают, иначе уже давно бы на весь свет раструбили о расплывчатых планетах, спутниках.

показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий

Представь, что всё пространство заполнено некой трёхмерной сеткой. И вот эта сетка может искривляться, выгибаться, сужаться и т.п., утягивая за собой всё, что с ней "приклеено". При этом, раз так происходит, с точки зрения того, кто находится на этой сетке, её линии всё равно остаются прямыми, хотя на самом деле, если он пойдёт, как ему кажется, прямо, он может описать весьма своеобразную траекторию. Вот примерно как-то так всё это выглядит.

раскрыть ветку (1)
1
Автор поста оценил этот комментарий

Искривляться в чём??? Любой материальный объект искривляется в пространстве. Вопрос: в чём искривляется само пространство? Где происходят эти искривления, изгибания. В надпространстве что ли? :]D

показать ответы
2
Автор поста оценил этот комментарий

Почитай про метрику и криволинейные координаты. Курс дифференциальной геометрии должен дать ответы на все твои вопросы)

раскрыть ветку (1)
1
Автор поста оценил этот комментарий

Хорошо, можешь своими словами ответить на 3 вопрос? Или без изучения дифференциальной геометрии мне никак не понять как происходит искривление пространства?

показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий
оно идёт с разной скоростью только относительно кого-то/чего-то другого, для выбранного объекта относительно себя оно идёт одинаково
раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

По определению скорость это производная от расстояния по времени. Т. е. понятие "скорость" содержит два менее простые понятия "время" и "расстояние".

Как время может идти с какой-то скоростью, если скорость по определению определяется временем, а не время определяется скоростью?


Попробую через графики объяснить нелепость понятия "скорость времени". Попробуйте создать график изменения расстояния по времени. Это есть график функции S=f(t)=t² (для примера пусть будет икс в квадрате). На оси ординат будет расстояние (S), на оси абсцисс время (t). Теперь найдём производную от этой функции. Это будет скорость изменения расстояния. v=f'(t)=2t. График будет такой: на оси ординат скорость, на оси абсцисс время.

Теперь же попробуем создать график изменения времени по... времени! Чувствуете бредовость?! А ведь без этого графика, без этой функции зависимости времени от времени нельзя построить функцию скорости времени! Надеюсь я выразился ясно.

показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий

Аналогия с провисающей плёнкой, которая обычно применяется, на самом деле не очень хороша по той причине, что в этом случае эта резиновая плёнка будет из своего двухмерного пространства выходить в трёхмерное. Было бы наглядней, если б мы её как бы "щипали", при этом плёнка стягивалась бы к месту щипка, оставаясь двумерной. Вот искривление пространство выглядит примерно так же: оно "стягивается и расширяется" само по себе, как и плёнка делает это, оставаясь всё в той же плёнке.

раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

Отвечать будешь? Или дискуссия уже надоела?)

Автор поста оценил этот комментарий
Ты постоянно сводишь все к чувственному восприятию. Не могу представить -- почти единственный твой аргумент. Считать, что само пространство искривляется -- проще, чем считать как-то иначе. Проще Солнце представить в центре Солнечной системы, чем Землю, если хочешь предсказывать местонахождение планет. В физике за прямую принят луч света. Если он искривляется относительно "чувственной" интуитивной прямой, то проще считать, что луч идет прямо, а пространство кривое. Это исключает множество ненужных переменных и коэффициентов. Точно так же, как помещение Солнца в центр делает уравнения движения планет проще, исключая нагромождения, объясняющие их кривое (для нас) движение пол небу. Движение планет легче считать эллиптическим.

Шар не помещают вне пространства. На таких рисунках показана лишь одна искривленная плоскость, которых на самом деле множество, и они окутывают и проходят сквозь шар. Просто в 2D нарисовать все это довольно сложно.
раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

„Не могу представить -- почти единственный твой аргумент. ‟

Это не единственный мой аргумент.

См. http://pikabu.ru/story/pro_iskrivlenie_prostranstva_4003865#comment_61222909

Автор поста оценил этот комментарий

Аналогия с провисающей плёнкой, которая обычно применяется, на самом деле не очень хороша по той причине, что в этом случае эта резиновая плёнка будет из своего двухмерного пространства выходить в трёхмерное. Было бы наглядней, если б мы её как бы "щипали", при этом плёнка стягивалась бы к месту щипка, оставаясь двумерной. Вот искривление пространство выглядит примерно так же: оно "стягивается и расширяется" само по себе, как и плёнка делает это, оставаясь всё в той же плёнке.

раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

1) Деформация (искривление это всегда деформация) чего-либо предполагает, что части этого чего-либо изменяют своё положение в пространстве. Как может пространство деформироваться, если его части не могут в принципе менять своё положение в пространстве, они же и есть само пространство?

2) В чём причины деформации пространства (если допустить, что этот бред существует)? Ведь никакой процесс не может возникнуть сам по себе, у него должна быть причина. Для простоты давайте рассматривать двухмерное пространство, то есть плоскость, и круг материи, в нём находящийся. Из-за чего пространство вокруг круга будет "стягивается и расширяется"? Лучше будет, если мы рассмотрим этот процесс поэтапно: вот была пустая плоскость, вдруг комп смодельнул или Бог создал или ещё что-то произошло, но в плоскости создался круг материи. Как будут развиваться события, что такое круг с плоскостью сотворит, что он изожмётся? Откуда возьмётся энергия деформации пространства? Для ещё большей простоты можно рассмотреть не круг, а точку материи.

3) Если допустить, что пространство искривляется и его искривление создаёт гравитацию, то возникает парадокс. Тело, двигаясь в определённом направлении, будет создавать давление на сжатое пространство по направлению своего движения и растягивать пространство позади направления движения (ну а хули? раз пространство по твоему деформируется, то давя на него мы его деформируем), таким образом при движении оно должно преодолевать собственную гравитацию и оттягивать пространство от зада, т. е. перемещать свою гравитацию. На то, чтобы это сделать, требуется энергия. Получается, что тело потеряет свою энергию по мере своего движения. Минуточку, но это бред! Луна бы давно на Землю упала и вообще давно бы всё движение во Вселенной остановилось! Но он, этот бред, вытекает другого бреда о том что пространство искривляется и его искривление создаёт гравитацию.

Ну вот ответь по пунктам, объясни где я ошибся в рассуждениях? Особенно поясни 3 пункт, где я допустил, что так и быть, существует искривление пространства, но тогда как же бесконечно долгое движение тел?

Автор поста оценил этот комментарий
Какая каша в голове. Жуть.
раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

Обоснуй. Что в моей "каши" знаний жуткого?

показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий

Пространство - это множество точек-вариантов условий существования материальной частицы, в которых иногда она и возникает. Искривляться могут причинно-следственные связи между ними.

Особо меня не слушайте, у меня температура.

раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

Пространство - это объём.

И всё. Мудрствовать тут особо не надо. Кто не верит может заглянуть в викисловарь и убедиться, что к слову "пространство" есть синоним "объём".

показать ответы
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий

С чего вдруг искривление пр-ва невозможно? Риман потратил свою жизнь в пустую?

раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

Не ну вот смотри. Когда вообще что-либо искривляется, то оно изменяет свою форму, а соответственно некоторые части этого чего-либо меняют своё положение в пространстве, перемещаются в нём. К примеру берём стержень ручки и искривляем его, дергая за металлический конец, тогда различные части этого металлического конца изменят своё положение в пространстве относительного неметаллического начала стержня (а также пространственного кубика 1×1×1 если мы проводим эксперимент в дискретном виртуальном пространстве).

Когда искривляется пространство, то где его искривляющиеся части перемещаются?

Если кратко, то вот цепочка рассуждений: Части стержня/резинки/линейки/любого материального объекта при искривлении оного перемещаются в пространстве. Где перемещаются части пространства при искривлении пространства? В самом себе что ли? Но это бред, пространство не может перемещаться само в себе, это уже бредовая рекурсия получается.

показать ответы