Горячее
Лучшее
Свежее
Подписки
Сообщества
Блоги
Эксперты
Войти
Забыли пароль?
или продолжите с
Создать аккаунт
Регистрируясь, я даю согласие на обработку данных и условия почтовых рассылок.
или
Восстановление пароля
Восстановление пароля
Получить код в Telegram
Войти с Яндекс ID Войти через VK ID
ПромокодыРаботаКурсыРекламаИгрыПополнение Steam
Пикабу Игры +1000 бесплатных онлайн игр Перемещайте деревянные блоки и направляйте их в ворота, соответствующие их цвету! Это спокойная и расслабляющая головоломка без таймеров и ограничений — играйте в комфортном темпе.

Деревянные цветные блоки

Головоломки, Казуальные, Логическая

Играть

Топ прошлой недели

  • cristall75 cristall75 6 постов
  • 1506DyDyKa 1506DyDyKa 2 поста
  • Animalrescueed Animalrescueed 35 постов
Посмотреть весь топ

Лучшие посты недели

Рассылка Пикабу: отправляем самые рейтинговые материалы за 7 дней 🔥

Нажимая «Подписаться», я даю согласие на обработку данных и условия почтовых рассылок.

Спасибо, что подписались!
Пожалуйста, проверьте почту 😊

Помощь Кодекс Пикабу Команда Пикабу Моб. приложение
Правила соцсети О рекомендациях О компании
Промокоды Биг Гик Промокоды Lamoda Промокоды МВидео Промокоды Яндекс Маркет Промокоды Пятерочка Промокоды Aroma Butik Промокоды Яндекс Путешествия Промокоды Яндекс Еда Постила Футбол сегодня
0 просмотренных постов скрыто
1054
luchik.magazine
luchik.magazine

Почему время нам только кажется, и как можно увидеть будущее?⁠⁠

1 год назад

В нашей повседневной жизни пространство – это ответ на вопрос «где?», а время – это ответ на вопрос «когда?». И если их перепутать, начинается полный кавардак:
– Когда случилась Куликовская битва? – На реке Дон.
– Куда я положила свои очки? – Вчера.
Чепуха какая-то...

Однако уже довольно давно физики пришли к выводу, что события в нашем мире на самом деле происходят внутри единого и неразделимого «пространства-времени». В нём нет «где» и «когда», а есть только «когда-где». Как такое может быть? Попробуем разобраться!

Откуда берётся время?

В прежние времена у школьников было такое развлечение. Бралась толстая тетрадь в клетку, и на последней странице на полях рисовался человечек. Затем на полях предпоследней страницы рисовался тот же человечек – но только уже немножко в другой позе. И так ещё, ещё, ещё – пока не доходишь до первой страницы.

И тогда, зажав тетрадь в руке и быстро перелистывая края страниц большим пальцем, можно увидеть самый настоящий мультик – как человечек «бежит» по полям тетради!

Вы читаете статью из журнала "Лучик"

Вы читаете статью из журнала "Лучик"

Так вот, это самая простая и наглядная в мире модель пространства-времени!

Что такое тетрадный лист? С точки зрения математики – это двумерное пространство. Двумерное, поскольку у него есть два измерения – ширина и высота (толщиной бумажного листа можно пренебречь). Измерения «время» у тетрадного листа нет.

Рисуя в этом двумерном пространстве человечка, мы создаём двумерный объект. Времени в этом объекте тоже нет.

Следующий лист – это уже другое пространство, «параллельное». Времени нём тоже нет!

А затем, перелистывая наши двумерные пространства одно за другим, мы получаем движение, то есть изменение положения во ВРЕМЕНИ.

Итак, сначала времени не было, а потом оно появилось. Благодаря чему?
Благодаря тому, что мы сложили отдельные листы в стопку. А стопка листов – это уже не двумерный объект, а трёхмерный! У неё есть толщина! Тут-то, с добавлением ещё одного измерения, время и «появилось»!

Впервые на это замечательное и любопытное явление обратил внимание французский математик Пьер Лаплас ещё в конце XVIII века. Именно он указал на то, что изменение состояния любого объекта во времени можно описать как неизменный объект в пространстве – только пространство должно иметь на одно измерение больше.

Время нам только кажется

Теперь представьте, что вы – это человечек, нарисованный на уголке тетрадного листка. Тетрадь – это ваша вселенная, вы в ней живёте. Каждый рисунок соответствует одному из дней вашей жизни. Вы знаете, что было до сегодняшнего дня, а что будет после, вы не знаете. Вы ещё «не прожили» свои следующие рисунки.

Однако в тетради эти рисунки уже есть. Для вас их ещё нет (потому что у вас два измерения), а для вашей вселенной, у которой на одно измерение больше, они уже есть.

И если бы вы (нарисованный человечек, двумерный объект) каким-то чудом могли стать трёхмерным, вы бы знали своё будущее! (Ну, скажем, могли бы взять в руки тетрадь и пролистать её.)

– Но мы же и есть трёхмерные! Почему же мы будущего не знаем?

– Потому что для этого нам, трёхмерным, нужно стать четырёхмерными, иметь на одно измерение больше! Догадались, какого измерения нам не хватает?

Мы живём в трёхмерном мире: в нём есть ширина, высота и глубина (толщина). Проблема в том, что эти ширина, высота и глубина в нашем мире существуют только СЕЙЧАС. Где то, что было секунду назад? Только в нашей памяти, в нашем воображении… Можно сказать, что этого уже нет. А где то, что будет через секунду? А этого ЕЩЁ НЕТ!

Так какого измерения нам не хватает, чтобы знать своё будущее?

Неужели времени?!!

Да!!!

В это трудно поверить, но времени в нашем с вами трёхмерном мире нет! Оно существует только в нашем воображении! В нашем мышлении! Можно сказать, мы его воображаем, мы о нём догадываемся.

Как можно увидеть будущее

Нельзя сказать, что мы совсем не знаем своего будущего. Иногда заглянуть в будущее мы всё-таки можем. Математик может «предсказать» орбиту спутника, когда этот спутник ещё даже не запущен в космос. Инженер может «предсказать», с какой скоростью будет ехать автомобиль и какой груз он будет везти, когда этот автомобиль ещё даже не построен. Когда мы считаем, мы говорим: «Один плюс один – будет два». «Будет!» Значит, мы предсказываем будущее! Как же это нам удаётся? Ведь в трёхмерном мире будущее увидеть нельзя!

А может... Может, наш мир не трёхмерный?

Снова вспоминаем Лапласа. Он понял, что всю нашу с вами трёхмерную пространственную вселенную можно представить как неизменное четырёхмерное пространство-время.

Время в этой вселенной уже не «воображаемое», а превращается в точно такую же координату, как ширина, высота и глубина. В этой вселенной поведение любого объекта во времени может быть описано неким графиком или функцией – физики называют её «мировой линией».

Иными словами, поведение объекта в будущем можно рассчитать .

Но чем сложнее этот объект, тем больше данных нужно для расчёта, тем сложнее будет этот расчёт. И если рассчитать орбиту спутника ещё можно, то вот рассчитать человеческую судьбу уже не получится. Слишком много понадобится данных!

Упрямая скорость света

В конце XIX века физики пришли к выводу, что у лапласова пространства-времени есть один существенный изъян.

Дело в том, что туда «не укладывается» такая вещь, как скорость света. Получалось, что при движении любого объекта скорость света должна для него изменяться. Допустим, у нас есть Лучик, который стоит на месте с фонариком в руках, и Веснушка, которая едет на велосипеде в сторону Лучика.

Если мы построим два набора мировых линий – для Лучика и Веснушки, то получится, что с точки зрения Веснушки скорость частицы света (фотона) из фонарика будет больше, чем с точки зрения Лучика. Смотрите на картинки!

1. Веснушка на велосипеде приближается к Лучику с включённым фонариком

2. Складываем кадры в стопку и получаем модель пространства-времени

3. Разворачиваем стопку кадров боком и получаем два графика: мировую линию Лучика (красные точки) и мировую линию Веснушки (синие точки).

Веснушка движется навстречу потоку света из фонарика. Значит, её скорость и скорость света должны складываться. Значит, скорость света для Веснушки должна быть выше, чем для Лучика… Но этого не происходит! Реальные измерения никаких изменений скорости света при движении не обнаружили! Почему? Почему скорость света остаётся неизменной?

Голландский учёный Хендрик Лоренц тогда предположил, что при движении наблюдателя само пространство-время как бы «сдавливается» и «вытягивается по диагонали». Тогда можно объяснить, почему скорость света остаётся неизменной, но... получается, что любые измерения – например, размеров или времени – зависят от скорости движения.
В начале XX века Альберт Эйнштейн согласился с выводами Лоренца и на их основе создал принципиально новую физику – ту, которую мы называем современной.

В этой физике точно так же используется четырёхмерное пространство-время – правда, математически оно описывается чуть-чуть не так, как у Лапласа. В одной важной формуле вместо знака «плюс» был поставлен знак «минус» – и этого оказалось достаточно, чтобы свойства нашей Вселенной оказались совершенно другими...

Относительная вселенная

Внутри «нового», релятивистского («относительность» на латыни будет «реляцио») пространства-времени положение предметов и последовательность событий во времени должны были изменяться в зависимости от скорости наблюдателя.

Это казалось невероятным – но так оно и оказалось на самом деле.

Допустим, у нас есть три мальчика – Петя, Вася и Коля, которые по сигналу одновременно зажигают фонарики. С точки зрения лапласова пространства-времени, как бы быстро мы ни двигались, фонарики для нас всё равно зажгутся одновременно.

А вот у Эйнштейна – нет! Одновременно фонарики зажгутся только в случае, если мы будем стоять на месте. А вот если полетим на ракете с огромной скоростью в одну сторону – увидим, что сперва свой фонарик зажёг Коля, потом Вася, а потом Петя. А если полетим в другую, то увидим, что первым фонарик зажёг Петя, потом Вася и только последним – Коля. С ума сойти, правда?

Искривление пространства-времени

Но это ещё только цветочки! С точки зрения новой теории пространство-время было не неизменным, оно искривлялось под действием массы – и, в свою очередь, искривление пространства-времени влияло на движение всех объектов во Вселенной.

Ещё в XVII веке английский математик Исаак Ньютон открыл закон всемирного тяготения – тот самый, который про «все тела притягиваются друг к другу». Открыл, но не объяснил – почему же все тела притягиваются. Эйнштейн дал, наконец, теоретическое объяснение: все тела искривляют пространство-время вокруг себя, а уже искривление пространства-времени вызывает движение.

Сложно? Что ж, попробуем объяснить проще.

Возьмём плоский лист фанеры или плотного картона. В центр уложим теннисный мячик, а с краю положим маленький лёгкий шарик. Несильным щелчком запустим шарик вдоль края листа – он прокатится по прямой, совершенно «не обращая внимания» на теннисный мяч в центре.
Представим, что теннисный мячик – это Солнце, лёгкий шарик – это Земля, а лист фанеры – пространство-время. Как видите, если пространство-время неискривлённое, «плоское», Солнце и Земля никак не взаимодействуют.

Однако возьмём вместо листа фанеры четырёхугольную рамку с туго натянутой тонкой резиновой плёнкой или шёлковой тканью. Когда мы уложим теннисный мячик в центр, под его массой плёнка сразу же продавится, искривится. Запустим шарик – и увидим, что вместо прямой линии он начнёт «заворачивать» в сторону мячика; если удачно подобрать скорость и угол, то мы увидим, что он даже сделает несколько оборотов по закручивающейся спирали, прежде чем, наконец, столкнётся с объектом в центре. Выглядит так, будто теннисный мячик притягивает маленький шарик – хотя сами по себе они не притягиваются, внутри них нет никаких «магнитиков»!

В точности так же своей гравитацией Солнце искривляет пространство-время вокруг – и тем самым влияет на движение других объектов, «притягивает» их к себе. И не только Солнце – на самом деле любой обладающий массой объект в нашей Вселенной искривляет пространство-время (даже мы с вами). Просто для того, чтобы это искривление стало заметным, масса должна быть реально большой. И тогда...

Насколько большой должна быть масса, чтобы мы хотя бы что-то заметили? Массы нашей Земли, например, хватит – 6 секстиллионов тонн?

Да, этого вполне достаточно. Гравитация нашей планеты искривляет пространство-время вокруг, из-за чего возникают довольно забавные эффекты. Например, скорость времени изменяется в зависимости от высоты над поверхностью Земли: чем выше, тем быстрее идёт время!

Представьте себе – вы учитесь в 3-м классе «В», у которого кабинет находится на первом этаже школы. А ваша лучшая подруга – в 3-м классе «А», у которого кабинет на четвёртом этаже. Так вот, ваши наручные часы идут медленнее, чем у вашей подруги!

И уроки на первом этаже длятся дольше, чем на четвёртом (что плохо)! А перемены длиннее (что хорошо)! Более того – на первом этаже идут медленнее и ваши внутренние биологические часы – то есть вы медленнее растёте (что плохо) и медленнее стареете (что хорошо).

Разница невероятно крохотная – но она есть, и современные приборы могут её обнаружить! (Так что не торопитесь селиться в небоскрёбах.)

Когда учёные впервые запустили в космос навигационные спутники, они столкнулись с тем, что, казалось бы, правильно настроенные датчики давали очень большие ошибки. Скажем, объект находится «здесь», а спутник показывает, что объект находится «вон там», в пятидесяти метрах!

Пятьдесят метров – это для навигационного спутника (да даже обычной программы-навигатора в смартфоне) очень большая погрешность...
Наконец, физики догадались, в чём дело: из-за искривления пространства-времени часы на поверхности Земли шли медленнее, чем на спутниках, отсюда и возникали регулярные ошибки. На высоте 1000 километров разница составляет 9 наносекунд – крошечное, казалось бы, время, но его оказалось вполне достаточно для возникновения ошибок. Как только в программу спутников внесли изменения, которые учитывали замедление времени в гравитационном поле, всё сразу заработало как надо!

Время, стой, раз-два!

Однако по космическим меркам наша Земля – всё-таки крохотная пылинка. А вот вблизи по-настоящему массивных объектов замедление времени может быть очень большим – время может течь и в два, и в три, и в десять раз медленнее, оно может вообще остановиться!
Например, если бы мы могли отправить часы на границу чёрной дыры (вспоминаем августовский номер «Лучика»), на её горизонт событий, то увидели бы, как эти часы встали. Не потому что сломались, нет – потому что время там остановлено!

Звучит невероятно, но это так и есть.

Или так – представьте себе, что мы отправили к чёрной дыре супербыстрый космический корабль, а командиром назначили Веснушку (фантастика, конечно, но кто нам запретит?). Корабль долетает до чёрной дыры, делает один виток вокруг и возвращается на Землю. И что же мы увидим?

Веснушке всё те же 10 лет, а Лучик к тому времени уже вырастет, окончит школу, институт, станет уважаемым профессором, у него уже будут свои взрослые дети и внуки... Казалось бы, всего лишь один виток вокруг чёрной дыры – а замедление времени такое, что за пару часов «там» может пройти 50 лет «тут». Такие дела.

Можно ли увидеть искривление пространства-времени?

Замедление времени вблизи массивных объектов – не единственное доказательство существования искривлённого пространства-времени. Другим доказательством стало открытие искривления световых лучей.

Мы привыкли считать, что луч света всегда «летит» по прямой, что прямее светового луча вообще ничего не бывает. Однако если на пути луча света вдруг оказывается объект с большой массой (звезда, а ещё лучше – сразу целая галактика), то луч вдруг «сворачивает» с прямого пути и начинает огибать этот объект, будто велосипедист, объезжающий яму посреди дороги!

В 1985 году астрономами в созвездии Пегаса был обнаружен причудливый объект в форме креста – точнее, четыре ярких объекта вокруг одного центрального. Измерения поставили учёных в тупик – получалось, что все четыре объекта «по краям» абсолютно одинаковые «близнецы», что это на самом деле не четыре объекта, а один и тот же!

Оказалось, так и есть. Четыре объекта по краям – это очень далёкий квазар, который находится от нас на расстоянии в 8 миллиардов световых лет, а объект в центре – огромная эллиптическая галактика, которая расположена «всего лишь» в 400 миллионах световых лет, то есть в 20 раз ближе квазара. Громадная гравитация галактики искривляет пространство-время вокруг себя, в итоге мы видим квазар, который на самом деле расположен далеко позади галактики!

Удивительный объект назвали «крест Эйнштейна», в честь первооткрывателя искривления пространства-времени.

В 2010 году космический телескоп «Хаббл» заснял ещё один подобный объект – «Космическую подкову». Посмотрите на фотографию на странице журнала выше. Оранжевый объект в центре – это массивная эллиптическая галактика, голубая же «подкова» вокруг – это совершенно другая галактика, расположенная далеко позади первой!

В точности как того требует теория относительности Эйнштейна, свет от дальней галактики «огибает» ту, которая расположена ближе к Земле!

* * *
Вы читали статью из журнала «Лучик».

Канал "Лучика" в "Телеграм": https://t.me/luchik_magazine
Страница "Лучика" "ВКонтакте": https://vk.com/lychik_magazine

Бесплатно скачать и полистать номера журнала "Лучик" можно здесь: https://www.lychik-school.ru/archive/ Выписать журнал с доставкой в почтовый ящик – на сайте Почты России.

Показать полностью 9
Научпоп Физика Пространство и время Образование Наука Урок Математика Научная фантастика Космическая фантастика Альберт Эйнштейн Детская литература Детский журнал Длиннопост Telegram (ссылка) ВКонтакте (ссылка)
77
67
GoshiN1
GoshiN1
Тёмное Пространство

В 1916 году Эйнштейн обнародовал свою общую теорию относительности⁠⁠

3 года назад

По сути, он понял, что пространство намного больше, чем «пространство», в котором мы живем, и что время превосходит изобретенные нами часы. Скорее, предположил он, эти двое физически переплетены.

Перейти к видео
Альберт Эйнштейн Теория относительности Механические часы Пространство и время Космос Астрономия Планета Млечный путь Вселенная Галактика Видео Без звука
27
5
Ilialeis

Что есть время? И что такое пространство-время? -философская и естественно-научная проблема⁠⁠

3 года назад

Фильм обсуждает философскую и естественно-научную проблему: что есть Время?
Год выпуска - 1986

Философия Научпоп Время Пространство и время Видео Познавательно Интересное Рассуждения Философские рассуждения Ученые Философ Наука Альберт Эйнштейн СССР Вопрос Документальный фильм История
3
9
shebuk
shebuk

Эйнштейн – плагиатор?⁠⁠

4 года назад

Мы говорим «Эйнштейн», подразумеваем – «гений». Настоящую мировую славу физику принесли не удостоенные Нобелевской премии работы по фотоэффекту, а созданная им Общая Теория Относительности. Во всяком случае, официально авторство приписывают именно ему. Но как обстоят дела на самом деле?

Относительность Эйнштейна


Новый взгляд на пространство-время, предложенный Специальной Теорией Относительности (СТО), стал лишь первым этапом эйнштейновской революции в физике. Этапом, который блистательно увенчался Общей Теорией Относительности (ОТО), изменившей этот взгляд с учетом действия гравитации. СТО появилась в 1905 году, ОТО – десять лет спустя, в 1915-1916 годах.


Однако некоторые исследователи сегодня склоняются к тому, что стартовала эта революция еще в XIX веке. По их замечанию, настоящие истоки ОТО следует отнести к работам двух американских ученых – физика Альберта Майкельсона и химика Эдварда Морли. Еще в 1887 году эти ученые, проверяя популярную в то время концепцию мирового эфира, обнаружили, что скорость света остается постоянной и не зависит от скорости движения наблюдателя относительно источника. Словом, они наткнулись на ключевые положения будущей СТО Эйнштейна.


Ничего странного в использовании чужих результатов в научной работе, разумеется, нет. Каждый ученый, как говорят, стоит на плечах гигантов прошлого и в той или иной мере всегда руководствуется более ранними достижениями. Непонятно другое. Основы СТО были представлены в статье Эйнштейна «К электродинамике движущихся тел», вышедшей, как мы уже говорили, в 1905 году. Однако в ней автор не сказал ни слова ни о Майкельсоне, ни о Морли. Не сослался Эйнштейн и на великого французского математика Анри Пуанкаре, работы которого активно использовал.


Необычный облик и характер Альберта Эйнштейна легли в основу современного образа «сумасшедшего гения». В массовой культуре растрепанная шевелюра и безумные глаза стали таким же неотъемлемым атрибутом ученого, как книги и приборы. Возможно, в этом лежит секрет популярности ученого – и его самой знаменитой фотографии, (где великий ученый высовывает язык), которую в 1951 году сделал Артур Сассе (Arthur Sasse) в Принстонском университете. В тот день Эйнштейну исполнилось 72 года.


Сам Эйнштейн говорил, что к основам ОТО он пришел еще в молодости, и ни Майкельсон, ни Морли на его труд не повлияли – вплоть до 1905 года он вообще не слышал об их экспериментах. Во всяком случае, так Эйнштейн утверждал поначалу. Однако позже, в 1920-х, ученый все-таки признал, что именно опыт Майкельсона-Морли стал для него первым шагом на пути формирования идей ОТО. Например, в 1921-м году, выступая перед учащимися Паркеровской школы, ученый рассказал, что работы Майкельсона были знакомы ему еще со студенческих лет.


Отчего возникла такая путаница в «показаниях»? Вряд ли стоит обвинять гениального физика в забывчивости, а тем более – в плагиате. Скорее всего, он просто не придавал этому вопросу большого значения – его интересовали совсем другие вещи. Здесь будет уместно сказать еще об одной особенности, характерной для темы заимствований Эйнштейна. Дело в том, что Альберт Майкельсон вплоть до своей смерти был противником ОТО и отстаивал древнюю идею невидимого эфира, будто бы заполняющего все пространство Вселенной.

Башня Эйнштейна – астрофизическая обсерватория, находящаяся на территории Научного парка имени Альберта Эйнштейна на горе Телеграфенберг в Потсдаме – является революционным для своего времени творением архитектора Эриха Мендельсона. В башне планировалось проводить эксперименты, доказывающие теории Эйнштейна / ©Alamy


Нацизм и первая жена


Личность Альберта Эйнштейна воспринималась по-разному как во время его жизни, так и после нее. Ученый родился в Германии, в еврейской семье, хотя правоверным иудеем никогда не был и заявлял, что не принадлежит ни к одной из существующих религий. Атеизм и пацифизм были одними из главных идейных постулатов Эйнштейна, о чем ученый всю свою жизнь заявлял вполне открыто.

Альберт Эйнштейн и Милева Марич / ©Wikimedia Commons


Неудивительно, что после прихода к власти нацистов жизнь еврея-пацифиста могла сложиться самым трагическим образом: и национальность, и риторика Эйнштейна шли вразрез с директивами НСДАП. Поэтому в 1933 году Альберт Эйнштейн с семьей эмигрировал в Америку и вскоре усилиями германских пропагандистов стал «предателем» и даже «лжеученым», труды которого массово изымались из библиотек. Идеологи национал-социализма развернули целую кампанию, направленную против Эйнштейна и других евреев-ученых. И хотя нацизм в конечном итоге пал, критика Эйнштейна и негативные домыслы о нем оказались более живучими, чем Третий рейх.


Как Эйнштейн и предполагал, Нобелевскую премию ему вручили. Однако не за работы по СТО и ОТО, а за объяснение закона фотоэффекта. Это обстоятельство также легло в основу некоторых конспирологических теорий. Якобы, неким покровителям Эйнштейна была жизненно важна Нобелевская премия, чтобы сделать из него признанную знаменитость. Однако, учитывая труды Лоренца, Пуанкаре и других, присудить ему премию именно за ОТО было невозможно, поэтому был избран именно такой путь. Некоторые идут еще дальше, утверждая, что конечной целью был не сам Эйнштейн, а… наука вообще. Якобы, ОТО была создана лишь с одной целью: направить ее развитие по ложному пути.


Среди притянутых за уши идей особенно интересна гипотеза о Милеве Марич (Mileva Marić), первой жене Эйнштейна, которой, якобы, принадлежит подлинное авторство ОТО. Милева училась в Цюрихском политехническом институте (Эйнштейн поступил туда же) и была единственной девушкой на курсе – уже из этого понятно, что у нее были таланты в сфере физики и математики. Сам ученый в письмах жене упоминал ОТО как «нашу теорию». Эйнштейн и Марич стали мужем и женой, и Милева начала работать ассистенткой мужа. Она восхищалась работой Эйнштейна и помогала ему в исследованиях. На влияние Милевы на труды Эйнштейна косвенно указывает писатель Джон Стейчел (John Stachel), посвятивший свою жизнь исследованию истории ОТО.


Но есть ли реальные доказательства того, что Марич приложила руку к теории? На самом деле, нет. Единственной, и то косвенной, зацепкой стало то, что после расставания с супругой Эйнштейн ничего столь же выдающегося не создал. Они разошлись в 1914 году, и большую часть работ, посвященных ОТО, ученый завершил еще до этого момента. Исследовательские таланты Милевы Марич – тоже достаточно спорный вопрос, хотя бы потому, что не опубликовано ни одной научной работы, подписанной ее именем – ни до Эйнштейна, ни после. Хотя, конечно, после свадьбы почти все усилия Милевы были направлены на поддержку мужа, и даже ее дипломный проект пал жертвой семейных обстоятельств. Большая часть исследователей сходятся в том, что Милева Марич не имела достаточных талантов и способностей для создания ОТО.

Израильская банкнота достоинством 5 лир (1968) с портретом Эйнштейна / ©Getty Images


Украл у Пуанкаре?


Существует и мнение о том, будто идею ОТО Эйнштейн позаимствовал у другого ученого, великого французского математика Анри Пуанкаре. На самой заре своей карьеры, еще работая в патентном бюро, Альберт Эйнштейн якобы присвоил себе его открытия.

Здесь можно вспомнить, что в 1989 году мир увидела статья Пуанкаре «Об измерении времени». В ней ученый исследовал такие понятия, как равенство отрезков времени, тождество временных промежутков в различных точках пространства. Один из выводов Пуанкаре до боли напоминает постулаты Эйнштейна: абсолютных времени и одновременности не существует. Другим важным умозаключением стало то, что скорость распространения света во всех направлениях постоянна.


В основе статьи Пуанкаре лежали преобразования, сформулированные голландским физиком Лоренцом и позволяющие проводить расчеты времени и координат при переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой. Пуанкаре наделил эти преобразования верной физической формулировкой.

Анри Пуанкаре / ©Wikimedia Commons


О Лоренце Эйнштейн в своем труде упомянул. Да и сам голландский ученый тепло относился к Эйнштейну, который считал его одним из своих учителей. Лоренц никогда не оспаривал роль Эйнштейна в формировании теоретических основ, но сам сторонником СТО и ОТО никогда не был, и долгое время пытался отстаивать концепцию мирового эфира.


Влияние же Пуанкаре на формирование общих постулатов ОТО было огромно. Так, он в числе первых заговорил о существовании четырехмерного пространственно-временного континуума. Хотя при этом Пуанкаре, как и Лоренц, склонялся, все же, к «теории эфира», и с Эйнштейном был согласен далеко не во всем.


Стремление отдавать авторство ОТО Анри Пуанкаре несколько парадоксально. Дело в том, что сам по себе термин Общая Теория Относительности стали употреблять для разграничения теории Эйнштейна и взглядов сторонников теории эфира, таких, как сам Пуанкаре.

Кроме того, высказанные Альбертом Эйнштейном идеи имели одно ключевое отличие от предположений других исследователей. Как правило, ученые стремились вписать расчеты Максвелла в мир ньютоновской механики, дорабатывая именно их. Но Эйнштейн решил, что в модернизации нуждается как раз другая сторона проблемы, механика Ньютона. Поэтому именно Эйнштейн сдвинул многие вопросы физики с мертвой точки.


Пуанкаре, безусловно, развил мощную научную систему. Но глобальную концепцию пространства и времени создал и осмыслил именно Эйнштейн. В труде «К электродинамике движущихся тел» и других работах им детально проработаны вопросы массы, энергии и времени. Время, существующее в движущейся системе отсчета, было для Эйнштейна истинным, в то время как Пуанкаре рассматривал его в качестве некоего эффекта, чем-то вроде иллюзии, необычного научного парадокса.


«Годом чудес» назвали европейские ученые 1905-й. В этом году были напечатаны сразу три революционные статьи Эйнштейна: «К электродинамике движущихся тел», «Об одной эвристической точке зрения, касающейся возникновения и превращения света», «О движении взвешенных в покоящейся жидкости частиц, требуемом молекулярно-кинетической теорией теплоты».


E = ?


E = mc2 – пожалуй, самая известная из всех формул, связывающая общую внутреннюю энергию тела с его массой. Сама по себе эта красивая математика сомнений не вызывает, а вот авторство знаменитой формулы критиковалось неоднократно. Помимо Пуанкаре, формулу эквивалентности энергии и массы, по некоторым данным, описал русский физик Николай Умов еще в 1873 году. Однако между подходом Эйнштейна и расчетами других ученых также существовала разница. Все они, даже наткнувшись на элегантную формулу, применяли ее лишь в узком контексте своих научных изысканий – тот же Николай Умов рассматривал ее в рамках исследований теории эфира. А вот в работах Эйнштейна E = mc2 – это универсальный закон, затрагивающий все вопросы динамики. Аналогичные гипотезы высказываются и насчет Пуанкаре с его преобразованием координат и другими выкладками.


Позже Эйнштейн утверждал, что с работами Пуанкаре в преддверии написания «К электродинамике движущихся тел» знаком не был. Однако, скорее всего, многое из модели, построенной Пуанкаре, им действительно использовалось. Но поскольку система Пуанкаре не имела стройности и законченности ОТО, научный мир не разглядел за ней громадных перспектив, дверей в новую физику, открыть которые удалось именно Эйнштейну.


Сам Пуанкаре на этот счет хранил молчание. Его отношение к Эйнштейну было теплым и даже дружеским. Француз отмечал неоспоримый талант и оригинальное мышление Эйнштейна. У нас есть воспоминания коллег Пуанкаре, и мы можем предположить, каким человеком он был. Пуанкаре никогда не стремился к славе, но и приносить свои заслуги в жертву обстоятельствам тоже не стал бы. Его убеждения не позволили бы ему мириться с воровством идей со стороны других ученых. Иными словами, утверждать об откровенном плагиате Эйнштейна как минимум некорректно.

Статуя Эйнштейна в Израильской академии наук / ©Flickr


Альберт Эйнштейн ценил в Пуанкаре острый ум, но указывал на «слабое понимание им физических законов» и никогда не рассматривал его в качестве одного из главных создателей ОТО. Эйнштейн вообще не любил касаться фамилий других ученых, приложивших руку к ОТО. Так, он почти не вспоминал во время своих лекций о Германе Минковском, немецком математике и создателе четырехмерной модели ОТО.


Среди самых невероятных слухов циркулирует и легенда о том, будто Эйнштейн уничтожил большую часть своих работ незадолго до смерти. Миф строится вокруг тезиса о смертельной опасности его открытий для Земли. Якобы, труды были тесно связаны с так называемым Филадельфийским экспериментом – таинственной телепортацией военного корабля. Нужно ли говорить, что доказательств у этой версии даже меньше, чем у самой истории с инцидентом на базе ВМФ в Филадельфии?


Однако открытие ОТО было бы невозможным без трудов десятков ученых. Эйнштейн и Лоренц, Минковский и Пуанкаре, Майкельсон и Морли, Максвелл и Ньютон – Эйнштейн, сам будучи гигантом от науки, как и прочие ученые, стоял на плечах гигантов прошлого. Справедливо ли то, что лавры достались ему? Вряд ли. Однако ни в Эйнштейновском, ни в Ньютоновском мире физики места для справедливости не предусмотрено.

Источник: Naked Science


Читайте также:

– Образы будущего: 10 вещей, которые изменят мир;

– Черных дыр пятница;

– Безопасность превыше всего: как NASA планирует доставить первых людей на Марс?

Показать полностью 6
[моё] Альберт Эйнштейн Наука Теория относительности Пространство и время Нацизм Евреи Длиннопост
11
eblack
eblack
Наука | Научпоп

Ответ на пост «Новый способ визуализации общей теории относительности»⁠⁠1

5 лет назад

Ребята, создавшие ролик, конечно, постарались и как смогли улучшили отображение модели. Но как говорится, "слона-то они и не приметили".  Я о том, что сама теория о том, что пространство искривляется является ошибкой.


И вот умозрительного эксперимент в качестве доказательства.


Так как рисоваться я не умею, а чертить ленюсь, то обойдусь 2-мя координатными линиями, то бишь плоскостью.

Чтобы было понятней: слева - красивая 3-х мерная модель из видяхи, а справа - моё жалкое подобие.

Итак, представь, что по белому, как лист бумаги, космосу летит Маркс Марс. Его никто не трогает - он никого не трогает, поэтому его траектория - ровная прямая линия.

И эта линия - его железнодорожный рельс - из которых сварена вся решётка космоса. Двигаться можно только по ним, по этим колеям. Теоретически можно свернуть в сторону, и тогда на большой масштабе получится плавная кривая (пиксели так же строят картинку на наших мониторах). Но сейчас поезд "Марс" движется по прямой и не сворачивает.


И тут мы, аки боженька, создадим рядом с "рельсой" чёрную дыру. Что произойдёт? Создатели видеа считают, что пространство искривится. А что это значит для нашей решётки? А то, что её закрутит вокруг ЧД.

Обращаю внимание, что полёт всё ещё идёт по прямой. Планета ведь никуда не сворачивала. Это просто сама "прямая" стала кривой.


Пока всё, как и у всех. Пространство искривляется, предметы закручиваются вокруг центров гравитации.


Но сейчас мы добавим инопланетян.

Зелёные человечки на зелёной квадратной тарелке летали за красным Марсом.

Раньше всё было прекрасно. Планета летит по прямой. Инопланетяне летят намного быстрее и по прямой её догоняют. Планета впереди - инопланетяне ПРЯМО за ней.

А потом появилась чёрная дыра и...


А вот что тогда произошло?

Разумно предположить, что если тарелка летела всё за планетой по прямой, то и по изогнутой "прямой" они полетят за ней.  Они ведь никуда не сворачивали. (верхний вариант).


Но фиг!


В реальности объект на более высокой скорости вылетят из орбиты. Ну, т.е. посмотрите в небо.  Например, Луна вращается вокруг Земли, но если её разогнать, то она сразу же помашет ей ручкой.

И раз у инопланетян скорость выше, чем у планеты, то они тоже не полетят за ней в ЧД, а "сойдут с рельсов". Верен нижний вариант.


И возникает парадокс:

1) планета не сворачивала и летит по прямой, как летела

2) инопланетяне не сворачивали и летят по прямой, как летели

3) но линии у них теперь разные.


По-моему, это исчерпывающее доказательство, что пространство не искривляется.


Недовольный свидетель искривления: "Так мы же про пространство-время говорим!"

Нет проблем! Сейчас и эту телегу раскатаем.


ПОЧЕМУ ТЕОРИЯ ОБ ИСКРИВЛЕНИЕ ПРОСТРАНСТВА-ВРЕМЕНИ ОШИБОЧНА?


Создатели видеа - молодцы! Затронули эту тему и сделали анимацию. Как и прежде,  слева - красивая 3-х мерная модель из видяхи, а справа - моё жалкое подобие.

Напомню, что там было. Искривление происходит не мгновенно, а зависит от времени.


Введение времени должно объяснять почему падают предметы, которые по рельсам никуда не двигались. Т.е. просто стояли на сетке и всё.


Ну, вот. Если бы мужик из этого видеа приклеил шарик к ткани, то оно бы в пространстве никуда бы не катилось и так в центр бы не попало. Вон как те ва камешка лежали, так бы и они остались лежать отдельно.

Но в реальности взаимодействие есть. Это доказывают полёты в космос. Ракеты стартует - летит ПРОЧЬ от земли. От неё отбрасываются отработавшие ступени, которые падают К земле. Да, это естественно, но если посмотреть на сетку, то будет странным, что они ехали из ямы, а потом НЕЧТО потянуло их обратно. Это странно.


Если ввести движение во времени то это недоразумение объясняется. Типа во времени ты движешься всегда, а значит попадаешь в яму ЧД.


Ладно пора вернуться к Марксу и инопланетным шумахерам.

Всё как и прежде. Сперва прямая без ЧД, а потом кривая с ЧД.

Нижняя координата - время. Поэтому траектория красной планеты показывает её сближение с чёрной дырок. А чёрная палка - и есть чёрная дыра. Тоже движется во времени, но т.к. на неё никто не воздействует, то она остаётся на одном месте.


А теперь посмотрим, что случится с инопланетянами:

Надеюсь, понятно почему так. Тарелка зелёных человечков летит быстрее, а потому будет падать на поверхность медленее. Обратный пример -  космические скорости. Для выхода на круговую орбиту Земли надо 7,9 кмс/с, чтобы улететь от Земли - 11,2 км/с. А чтобы упасть вниз надо скорость снизить.


Как видим, в пространстве-времени существует тот же самый парадокс, что и в просто пространстве: была одна прямая - стало две "прямых", чего быть не может.



Итак, вывод:


1) Ни время, ни пространство НЕ искривляются. Они равны и прямы. А будь иначе мы бы могли на батуте в космос летать. Да и вообще мы бы даже не видели орбитального движения (ведь свет тоже частица, летящая по свои рельсам).

2) Источником гравитации (методом исключения) является взаимодействие. Поля, частицы - всё такое. Электромагнетизму этого хватает. Никто же не объясняет действие магнита, что оно сжирает пространство между собой и булавкой.

3) Теория относительности от этого не страдает. Формулы работают без допущения о пространстве.


Шах и мат, отоисты.


Где я не прав?

Показать полностью 8 1
[моё] Наука Теория относительности Пространство и время Гравитация Физика Альберт Эйнштейн Видео Ответ на пост Длиннопост
178
540
troncap
troncap
Наука | Научпоп

Новый способ визуализации общей теории относительности⁠⁠1

5 лет назад

Как правильно понять общую теорию относительности?

Что представляет из себя гравитация?
Что такое искривление пространства-времени?
И как его представить?
Ответы на эти и не только вопросы в данном видео. Приятного просмотра!

Показать полностью
Наука Теория относительности Пространство и время Гравитация Физика Альберт Эйнштейн Видео
162
171
slygol
slygol

Спросите Итана: почему учёные никогда не смогут найти точного решения общей теории относительности⁠⁠

5 лет назад

В ньютоновской теории тяготения орбиты вращения вокруг отдельных крупных масс являются идеальными эллипсами. Но в общей теории относительности существует дополнительная прецессия за счёт кривизны пространства-времени, из-за чего орбиты со временем сдвигаются, иногда даже измеряемо. Орбита Меркурия прецессирует со скоростью 43″ в сто лет (1″ – это угловая секунда, 1/3600 градуса); меньшая из чёрных дыр OJ 287 прецессирует со скоростью 39° за 12 лет орбиты.


Сложно оценить всю революционность перехода от ньютоновской точки зрения на Вселенную к эйнштейновской. Согласно ньютоновским механике и тяготению, Вселенная полностью детерминирована. Если бы вы дали учёному массы, местоположение и импульсы всех и каждой частиц Вселенной, он смог бы определить, где будет находиться и что будет делать каждая частица в любой момент в будущем.


В теории уравнения Эйнштейна тоже детерминистские, и можно представить нечто похожее: если бы только вы знали массы, позиции и импульс каждой частицы Вселенной, вы могли бы вычислить что угодно, заглядывая сколь угодно далеко в будущее. Но если в ньютоновской вселенной мы можем записать уравнения, управляющие поведением частиц, во вселенной под управлением общей теории относительности (ОТО) мы даже и на это не способны. И вот, почему.

Закон всемирного тяготения Ньютона заменила ОТО Эйнштейна. Он полагался на концепцию мгновенного действия на расстоянии, и был весьма простым. Гравитационная константа G в уравнении, а также величины двух масс и расстояние между ними – вот все факторы, определяющие гравитационное взаимодействие. G есть и в теории Эйнштейна.


В ньютоновской вселенной каждый массивный объект действует с хорошо определяемой силой тяготения на каждый другой объект вселенной. Можно определить гравитационное взаимодействие между каждой парой существующих масс, а потом просто подсчитать ньютоновское тяготение. Эта сила также расскажет, как именно будет двигаться масса (поскольку F = ma), и так вы сможете определить эволюцию вселенной.


Но в ОТО эта задача куда как сложнее. Даже если бы вы обладали той же самой информацией – местоположением, массами и импульсами всех частиц – а также конкретной релятивистской системой отсчёта, в которой они определены, этого не хватило бы для описания эволюции вселенной. Структура величайшей теории Эйнштейна слишком сложна даже для этого.

Вместо пустой трёхмерной решётки размещение масс заставляет “прямые” линии изгибаться определённым образом. В ОТО пространство и время считаются непрерывными, но все формы энергии, в т.ч. масса, вносят свой вклад в кривизну пространства-времени. Если мы заменим Землю её более плотной версией, вплоть до появления сингулярности, деформация пространства-времени останется точно такой же; и только внутри самой Земли будут заметны отличия.


В ОТО движение и ускорение объекта определяет не суммарная сила, действующая на объект, а кривизна пространства (и пространства-времени). И это сразу становится проблемой, поскольку кривизну пространства определяет вся материя и энергия, имеющаяся во Вселенной, и в эту информацию входит куда как больше, чем просто позиции и импульсы массивных частиц.


В ОТО, в отличие от ньютоновской гравитации, взаимодействие всех масс также имеет значение: поскольку у него также есть энергия, оно также деформирует ткань пространства-времени. Если взять два массивных объекта, движущихся и ускоряющихся друг относительно друга, этот процесс также будет излучать гравитационные волны. Это излучение идёт не мгновенно, а распространяется наружу во все стороны со скоростью света. И этот фактор невероятно трудно учесть.

Гравитационные волны – это волны пространства-времени, и они распространяются в пространстве со скоростью света во всех направлениях. И хотя электромагнитные константы не появляются в уравнениях ОТО, скорость гравитации без сомнения равняется скорости света.


Если в ньютоновской вселенной вы с лёгкостью можете записать уравнения, управляющие любой системой, какую вы только можете представить, то даже этот шаг будет невероятно трудным во вселенной, управляемой ОТО. Поскольку так много всего влияет на искривление и эволюцию пространства во времени, мы часто даже не можем записать уравнения, описывающие форму простейшей, игрушечной модели вселенной.


Возможно, наиболее ярким примером будет простейшая, игрушечная модель вселенной: пустая, без материи и энергии, не меняющаяся во времени. Это вполне возможно, и этот особый случай даёт нам старую добрую и простую особую теорию относительности и плоское евклидово пространство. Это простейший и наименее интересный случай из возможных.

Плоское пустое пространство без материи, энергии и кривизны. За исключением небольших квантовых флуктуаций, пространство в инфляционной Вселенной становится таким, невероятно плоским, только не на двумерной плоскости, а в трёхмерном пространстве. Пространство растягивается, уплощаясь, и частицы быстро разбегаются.


Сделаем шаг в сторону усложнения: возьмём точечную массу и поместим её куда-нибудь во вселенной. И внезапно пространство-время становится чрезвычайно сложным.


Вместо плоского евклидового пространства мы получим искривлённое пространство, вне зависимости от того, насколько далеко мы отойдём от массы. А чем ближе мы будем подходить, тем быстрее пространство будет “стекать” по направлению к местоположению этой точечной массы. Мы обнаружим определённое расстояние, на котором мы найдём горизонт событий: точку невозврата, откуда нельзя сбежать, даже двигаясь со скоростью, сколь угодно близкой к скорости света.


Пространство-время гораздо сложнее пустого пространства, а мы всего лишь добавили одну массу. И это было первое точное нетривиальное решение, открытое для ОТО: формула Шварцшильда, соответствующая невращающейся чёрной дыре.

Как внутри, так и снаружи горизонта событий шварцшильдовской чёрной дыры пространство течёт как травалатор или водопад. На горизонте событий, даже если вы будете бежать (или плыть) со скоростью света, поток пространства-времени преодолеть не получится, и он затянет вас в сингулярность в центре. Снаружи горизонта событий другие силы (например, электромагнетизм) часто могут справиться с гравитационным притяжением, и заставить даже падающую внутрь материю убежать.


За последнее столетие было найдено множество других точных решений, но они оказались незначительно сложнее. Среди них:

• Решения для идеальной жидкости, где энергия, импульс, давление и напряжение жидкости определяют пространство-время.

• Электровакуумные решения, где могут существовать гравитационное, электрическое и магнитное поля (но не массы, электрические заряды или токи).

• Решения со скалярными полями, включающими космологическую константу, тёмную энергию, инфляционные варианты пространства-времени, и модели космологической квинтэссенции.

• Решения с одной вращающейся точечной массой (Керр), заряженной (Рейснер-Нордстром) или вращающейся и заряженной (Керр-Ньюман).

• Жидкостные решения с точечной массой (пространство Шварцшильда-де Ситтера).


Вы могли заметить, что эти решения чрезвычайно просты, и среди них нет простейшей гравитационной системы, которую мы постоянно рассматриваем: Вселенную, в которой две массы гравитационно связаны друг с другом.

ОТО подвергали научным испытаниям бессчётное множество раз и накладывали на неё самые строгие ограничения из всех, использованных человеком. Первым решением Эйнштейна было вычисление ограничения слабого гравитационного поля вокруг единственной массы, такой, как Солнце; он применил эти результаты к нашей Солнечной системе с потрясающим успехом. Эту орбиту можно рассматривать так, будто Земля (или любая другая планета) в свободном падении движется вокруг Солнца по прямой линии в своей системе отсчёта. Все массы и источники энергии вносят вклад в кривизну пространства-времени, однако мы можем вычислить орбиту Земли и Солнца лишь приблизительно.


Эту задачу – задачу двух тел в ОТО – нельзя решить точно. Не существует точного аналитического решения для пространства-времени, содержащего более одной массы, и считается, что такое решение нельзя найти (хотя это пока, насколько мне известно, не доказано).


Мы лишь можем делать предположения, и либо делать определённые приближения к точному результату (постньютоновский формализм) или изучать определённую форму задачи и пытаться решить её численно. Развитие науки численной относительности, особенно начиная с 1990-х, позволило астрофизикам подсчитать и определить образцы различных типов гравитационных волн Вселенной, включая приблизительные решения задачи для слияния двух чёрных дыр. И любая фиксация волн на LIGO или Virgo возможна благодаря наличию этих теоретических работ.

Волновой гравитационный сигнал первой пары обнаруженных коллаборацией LIGO сливающихся чёрных дыр. Невероятно, насколько хорошо совпадают сырые данные и теоретические шаблоны, демонстрирующие нам волновую последовательность. Для получения теоретических шаблонов потребовалось невероятное развитие численной относительности.


Учитывая всё это, существует огромное количество задач, которые мы можем хотя бы приблизительно решить, пользуясь тем поведением или теми решениями, которые мы можем понять. Мы можем описать происходящее в негомогенной части Вселенной, остальная часть которой является гладкой и заполненной жидкостью, чтобы узнать, каким образом растут регионы с повышенной плотностью и сжимаются регионы с пониженной плотностью.


Мы можем понять, как поведение решаемой системы отличается от ньютоновской гравитации, а потом применить эти уточнения к более сложной системе, которую, возможно, нельзя решить в лоб.


Или мы можем разработать новые численные методы для решения проблем, неприступных с теоретической точки зрения; такой подход имеет право на жизнь, пока гравитационные поля относительно слабы (пока мы не приближаемся слишком близко к слишком большой массе).

В ньютоновском представлении о гравитации пространство и время – абсолютные и фиксированные величины. В представлении эйнштейновского пространства-времени – это единая объединённая структура, в которой неразрывно переплетаются три пространственных и одно временное измерение.


И всё же ОТО бросает нам несколько уникальных вызовов, отсутствующих в ньютоновской вселенной. Факты таковы:

• Кривизна пространства постоянно меняется.

• У каждой массы есть своя энергия, также меняющая кривизну пространства-времени.

• Движущиеся через искривлённое пространство объекты взаимодействуют с ним и испускают гравитационное излучение.

• Все появляющиеся гравитационные сигналы всегда движутся со скоростью света.

• Скорость объекта относительно любого другого объекта приводит к релятивистской трансформации (сжатие длины, растяжение времени), которую необходимо учитывать.


Учтя всё это, в большей части вариантов пространства-времени, которые вы сможете придумать, даже в относительно простых, описывающие их уравнения получатся настолько сложными, что мы не сможем найти их решений.

Анимация реакции пространства-времени на движение массы показывает, что пространство-время – это не просто некий лист ткани; всё пространство целиком искривляется в присутствии материи и энергии. При этом пространство-время можно описать полностью, учитывая не только положение массивного объекта, но и его движение во времени. Силы, действующие на объект, движущийся сквозь Вселенную, определяются как его текущим местоположением, так и историей его перемещения.


Один из наиболее ценных жизненных уроков я получил в первый день первого математического курса в колледже, где мы изучали дифференциальные уравнения. Профессор сказал нам: “Большую часть существующих дифференциальных уравнений решить нельзя. Большую часть дифференциальных уравнений, которые можно решить, вы решить не сможете”. Такова и ОТО – набор спаренных дифференциальных уравнений, и сложности, с которыми сталкиваются все, её изучающие.


Мы даже не можем записать уравнения поля Эйнштейна. Описывающие большую часть вариантов пространства-времени или большую часть вселенных, которые мы можем себе представить. А большинство из тех, что мы можем записать, мы не можем решить. А большинство из тех, что мы можем решить, не можем решить ни я, ни вы, и ни кто-либо ещё. Однако мы можем работать с приближениями, позволяющие нам получать осмысленные предсказания и описания. И в целом это наибольшее приближение к истине, достигнутое кем-либо – хотя путь до цели ещё очень долгий. И пусть мы не будем сдаваться, пока не дойдём до неё.


Источник / Поддержать переводчика: мой сайт, Patreon, Sponsr

Показать полностью 9
[моё] Спросите итана Теория относительности Альберт Эйнштейн Пространство и время Научпоп Космос Гифка Длиннопост Исаак Ньютон
16
66
bat625
bat625
Исследователи космоса

Время, теория относительности и политика⁠⁠

8 лет назад

Когда я в прошлых своих постах говорил про время, текущее в разных местах по разному, то реакция у большинства нормальных людей примерно вот такая.

Но есть и те, кто допускает такое развитие дел но представляете себе это не совсем верно:

- Просто часы идут медленнее. Ну просто механизм часов замедляется

- Все двигаются медленнее. Навроде как в видосике про двух луноходов на Казантипе. (https://youtu.be/hlDJzIYc6Dg)

- Обсуждаемые явления (скорость и гравитация) как-то там влияют на старение организма.


Все не много не так.

Начну, как водится, из далека:

Бывает, что легенды, которые мы знали с детства, на самом деле не являются правдой..

Например, Екатерина II не имела ни какого отношения к продаже Аляски. А Наполеон был ростом 1,67 метра, что по тогдашним меркам было выше среднего. И страусы при появлении опасности не прячут голову в песок.

Дк вот и с яблоком, которое Ньютону на голову упало, тоже бо-о-ольшой вопрос.

Исаак Исаакович Ньютон, хоть современники и говорили, что гавно был человек, а всеж-таки молодец и догадался до всемирного тяготения.

Но! Догадаться он догадался, а природу явления не то, что объяснить, даже предположить не мог.

И только в 1915м году Альберт Германович Эйнштейн разрулил чо-каво.


Думал он примерно так:

*эксперименты могли это подтвердить уже тогда


И все, абсолютно все(!) эффекты связанные со странностями разного течения времени выходят из мысленных экспериментов основанных на одном единственном постулате:

Скорость света всегда и везде одинакова. (Ну в вакууме.)

Есть, много раз описанный и всем известный пример. Но он фантастический и набивший оскомину. Я придумал свой, но сначала рассмотрим популярный:

Если вы его знаете, то пропустите.


Летят 2 космических корабля с околосветовой скоростью, параллельно друг другу, на расстоянии 1 световой секунды. Один чувак решает посветить лазерной указкой в шар другом. Или еще лучше в зеркало, на другом корабле. Этот свет дойдет до другого корабля за 1 секунду. Отразится в зеркале и еще через секунду вернется. Ну логично-же. 1 световая секунда расстояние-же. См. рис.1.

Рис. 1.


Но если вспомнить, что сами корабли движутся со скоростью соизмеримой со скоростью света, то для стороннего наблюдателя луч света пойдет галсом. См. рис.2

Рис. 2.


Для наблюдателя свет пройдет больший путь и если опираться на то, что скорость света всегда одинакова, то довольно не понятно, как за одно и тоже время, с одинаковой скоростью, можно пройти разное расстояние?

А ни как!

Время разное.

На кораблях прошло 2 световые секунды. Для наблюдателя прошло ровно столько, сколько потребовалось свету пройти по указанным диагоналям см. рис.2


Мой пример

Он менее фантастический и более жизненный.


Свет до луны летит 1,282230388864552423130004157743 секунд

За это время по ходу вращения галактики мы пролетаем 338 508 метров.

И получаем, что свету, по диагонали нашего движения в галактике, надо пройти почти на 150 метров больше. А туда- обратно вообще на 300. А значит и времени должно потребоваться больше, аж на 25 десятимиллионных секунды.


ЯСНО!!!????!?!

И все это давно подтверждено многочисленными экспериментами.

Это, что касается зависимости времени от скорости. Но время еще зависит и от гравитации. Этот вывод делается математически из всего предыдущего. Но для понимания этого Альберт Германович придумал метод, не являющийся гарантированно точным или оптимальным (см. определение “Эвристический”), но достаточный для демонстрации:

Если мы стоим на каком-нибудь гравитационном объекте, ну пусть хотя-бы на земле (Ну чисто гипотетически). Нас притягивает и если мы что-то выпустим из рук оно полетит вниз.

И если нас, что-то поднимает вверх, типа лифт, с постоянным ускорением, то суть будет той-же самой: Нас притягивает к полу и то, что мы выпустим из рук, направится туда-же.


Вот Эйнштейн и предложил, считать эти случаи Эквивалентными (Равными, идентичными, одинаковыми).

И если, мы летящему на нас супермену выстрелим в шар лазерной указкой, то свет этот долетит до него раньше, так как он двигается ему навстречу.

И если мы достаточно хорошо поняли смысл слова “эквивалентны”, то и к стоящему на земле супермену свет прилетит настолько-же раньше, на сколько и летящему навстречу свету с ускорением 9,8м/с^2.


Если мы, оба эти случая сравним с суперменом, просто болтающемся в космосе. То есть будем светить ему в шар указкой с такого-же расстояния как и в обоих предыдущих случаях. А расстояние надо выбирать так, чтобы он не мог быстро прилететь и дать нам пизды.


Получается, что несмотря на то, что скорость света одинакова, до двух предыдущих суперменов свет долетит быстрее.

Расстояние одинаковое. Скорость одинакова. Время разное.

Да как ток-то???

Где-то, примерно в этих рассуждениях Эйнштейн и придумал объединить пространство и время в одно понятие и представить гравитацию в виде искажения этого самого объединенного пространства-времени.

Картинка с промятой плоской поверхностью уже всех задолбала, по этому не буду ее ставить. Но мне попалась в интернетах другая:

Вот примерно так обстоят дела.


К чему это я все?


Заспорил я тут с другом своим, давно уже живущим за границей, вот примерно каким образом:


- Смотрел последний блог Навального? - спрашивает он.

- Нет - грю - Я и предпоследний-то… Да и до него не видел ни одного…

И было, я уже хотел спросить “А кто это?”, как он на меня обрушил свои негодования:

- ВОТ!!! Вот по этому вы там (это он про Россию) так и живете, что нет вам дела до того, что президент у вас…….

- Стой - грю - Ты хочешь сказать, что уровень жизни зависит от вовлеченности каждого гражданина в политические процессы?

- То, о чем ты спрашиваешь уже обдуманно, просчитано, проанализировано и доказано уже лет 50 как!


Пошел смотредь блог Навального. Выключил на десятой минуте, громко матюкнувшись, и пошел читать про телескоп Джеймса Уэбба. Ибо предпочел что-то мне интересное чему-то мне не интересному.

И вот вопрос:

Как вы считаете, станем-ли мы жить лучше если все будем катать вату не о том, что нам интересно, а о Путене, Навальном…. ?

Анальном (Ну простите не удержался:)))))))



Спасибо.

За ошибки прошу простить.

Показать полностью 10
[моё] Пространство и время Альберт Эйнштейн Теория относительности Длиннопост
33
Посты не найдены
О нас
О Пикабу Контакты Реклама Сообщить об ошибке Сообщить о нарушении законодательства Отзывы и предложения Новости Пикабу Мобильное приложение RSS
Информация
Помощь Кодекс Пикабу Команда Пикабу Конфиденциальность Правила соцсети О рекомендациях О компании
Наши проекты
Блоги Работа Промокоды Игры Курсы
Партнёры
Промокоды Биг Гик Промокоды Lamoda Промокоды Мвидео Промокоды Яндекс Маркет Промокоды Пятерочка Промокоды Aroma Butik Промокоды Яндекс Путешествия Промокоды Яндекс Еда Постила Футбол сегодня
На информационном ресурсе Pikabu.ru применяются рекомендательные технологии