Общая теория относительности — пространственно-временной континуум

В этой статье я хочу остановиться только на понимании четырехмерного пространства. Итак, общая теория относительности подразумевает, что мир – четырехмерный! Добавляя к нашим, обыденным ширине, глубине и высоте – время. Для лучшего понимания я хочу начать рассматривать пространство, начиная с двухмерного.

Предположим, что некое существо разумное (назовем его существо «X») существует в двухмерном пространстве.

Находясь в двухмерном пространстве, можно иметь только две степени свободы: это движение вперед-назад и влево-вправо, или влево-вправо и вверх-вниз ну или, наконец, вперед-назад и вверх-вниз. Это уже как нам фантазия позволит.

Это как комиксы, где жизнь происходит на бумаге.

Теперь представьте, что наше двухмерное пространство входит в состав трехмерного пространства, в котором существует еще одно, более продвинутое существо (существо «Y»).

У него уже три степени свободы, и он может рассматривать наше примитивное существо «Х» с иронией. Мол, «бедняжка, ты даже не представляешь, что вокруг тебя творится!». И действительно, находясь в двухмерном пространстве существо не видит ничего, что находится за плоскостью восприятия.

Однажды «Y», наблюдая как «X» перемещается по своему пространству, решил вмешаться. И запустил (наш знаменитый камень из первой статьи) через пространство существа «Х».

Вопрос: что наблюдало существо «Х»?

Очевидно, что для него в какой-то промежуток времени совершенно из ниоткуда появится непонятный объект, который также непонятно куда уменьшится и исчезнет.

Но нашему зрителю и возмутителю спокойствия «Y» все будет вполне понятно.

Для большего понимания, что же произойдет в плоскости существа «Х», привожу иллюстрацию, как камень пересекает двухмерное пространство.

В данном случае красная штриховка и есть тот необычный объект, который из ниоткуда увеличился и в никуда пропал.

Так постепенно мы подходим к четвертой степени свободы – это время!

Вы, наверное, заметили, что трехмерное пространство содержит в себе бесконечное множество двухмерных пространств. Это как книга. Каждая страница в книге – это двухмерное пространство, но книга в целом — это уже объемное, трехмерное пространство.

Так вот, в четырехмерном пространстве, может содержаться бесконечное множество трехмерных пространств!

Теперь представьте трехмерное пространство, одно из измерений которого – время. Убираем глубину и заменяем его на время. Так проще нашему мозгу!

Получается, что наше пространство постоянно движется во времени, перемещается. Что же происходит с объектом, у которого скорость равна скорости света? Для него время стоит на месте, но координаты в пространстве – изменяются (ведь он движется со скоростью света).

Если вы разложите фотографии в хронологии, вы как бы увидите, что с течением времени меняются события и декорации, внешность, в общем все. Но теория относительности и понимание пространственно-временного континуума действует не на руку писателям-фантастам. Теория относительности говорит, что причинно-следственная связь не может быть нарушена. Т. е. если объект набрал скорость света, то он остановился во времени, но не в пространстве.

Допустим, наш объект остался во времени 12:00. Мы продолжаем перемещаться согласно нашему времени, а рассматриваемый объект стоит в своем.

Если бы мы с вами были бы существа трехмерные (в понимание которых не входит понимание времени) мы бы мгновенно упустили объект из области зрения. Но мы его не упускаем, мы его видим. Да, для него время остановилось, но для нас оно идет. Можно сказать, что мы видим сквозь время! Мы видим объект, который остановился на времени 12:00. Он присутствует в нашем пространстве, но в других временных координатах.

Исходя из этого, мы начинаем понимать, что если объект перемещается в этом времени, то он одновременно перемещается и во всех остальных временах. Таким образом, получается, что как ни старайся, а причинно-следственная связь нарушенной быть не может. Т.е. если наш секундомер остановился во времени, и совершает движения со скоростью света, мы всегда сможем его наблюдать и даже осязать. Он в нашем пространстве, хотя и не в нашем времени.

Отсюда и понимание того, что объект, движущийся со скоростью света, находится одновременно во всех точках своего пути.

Ну и напоследок, еще одно пространственно-мысленное упражнение, для вашего понимания сути всего описанного выше.

Вы движетесь в лифте — cнизу вверх. Ваши координаты изменяются, но если посмотреть на вас сверху, то кажется, что вы стоите на месте. И смотря с этой точки зрения, несмотря на то, что вы перемещаетесь, вы находитесь в одних и тех же координатах на протяжении всего своего подъема. Так и объект, который перемещается в пространстве, может находиться в одной и той же точке времени.

Пинчук Евгений

комментариев 570

  1. Ничего не поняла… . Можно ли все таки как-то проще и доступнее объяснить теорию относительности? Для меня это очень важно! Если можете, попробуйте, пожалуйста.

    • Читаем внимательно предыдущую статью, потом эту. И всё понятно. Так гениально написано! Я много лет не мог понять, и вот случайно наткнулся. И стало понятнее понятного то, что раньше казалось немыслимым.

  2. В случае двумерного пространства движение определено только для одной степени свободы, т.к. время, необходимое для движения, будет входить в базис.

  3. Все, что написано в этой статье, не имеет отношения к общей теории относительности. Четырехмерный континуум можно ввести и в классической ньютоновской физике, Другое дело, что в классической физике пространственные измерения и время являются независимыми переменными. В специальной теории относительности время и пространство уже не являются независимыми переменными, образуя псевдоевклидово пространство (пространство Минковского). В общей теории относительности (теории гравитации) пространство и время являются еще и искривленными. Применительно ко времени это означает, что для стороннего наблюдателя события в какой-то точке пространства будут протекать медленнее или быстрее в зависимости от поведения гравитирующих материальных тел.

  4. Что такое гравитация.себе вопрос.на какомто уровня это связь в единое.первоначально единое,какаято память..люди от земли кудато рвутся,что порождает сопротивление,а не земля тянет..гравитация,это какаято первоначальная форма образ,который при попытке изминить возвращет форму ..любое притяжение,потребность тоже как гравитация..земля из космического мусора,благодаря гравитации в шар образовалась..а почему планеты вертятся вокруг звезды.а они все в свободном падении,а звезда притягивает,но скорость падения не слабее силы притяжения,благодаря чему держутся на орбите..гравитация интиресная сила,тем что физически,двохмерно она невидима.но это чтото реальное в шире деапазоне.и только умом такое можна увидеть.

  5. Чтото не поиму почему земля летит.пишут что взрыв все толкнул.и взрыв чтото мне не нравится.если взрыв то это циклы если обратно соберется,где должно быть начало.и вобще мне все не нравится сильно сложно,недосегаемо..все в настоящем.нет ни прошлого,ничто туда не уходит ни будущего..например сейчас бегают динозавры сейчас происходит будущий конец света.чего этого не видно..время имеет цикличную форму.в любой точке настоящее в одну сторону от точки будущее в другую прошлое круг делает их бесконечными замыкаясь в точке настоящего..в нормальном представление прошлое в безначальном позади будущее впереди.безначальная линия,и точка идет вперед в бесконечное будущее..мне вот не нравится само понятие бесконечность.это дыра в мозгах,как бог на которого можна все свалить..думаю вечности или вобще нет или она какаято на подобии круга у которого тоже концов нет..вот и время не хочется представлять что безначально.пусть будет все в настоящем все здесь,чтоб далеко не ходить..модель вечного нужно придумать,упростить бесконечное.а то в безпредельном нет ни образа ни смысла полный ноль,тоже круглый..и растояний,там что вселенная бесконечна или что вселенных немеренно или бабла какой интирес.да наобород выходит немеренно бабла хуже чем нуждаться в определенной сумме.растворитель какойто..тогда нет смысла не к прошлому стремится,серавно фиг найдешь конец,а без него и настоящего никогда не понять,как сейчас не зная истории..

  6. Вот теперь понятен термин реально и нереально.бесконечность это внереальности.реально то что можна пощупать,понять.что имеет какойто образ с границами..богом жреци всегда умело гипнотизировали.всем таким что не вкладывается,выходит за рамки невообразимым.хоть с богом разобрался,хоть чтото..кароче нада серйозно вникнуть.серавно словами не высасывается.

  7. Движение это постоянное начало,старт.конец,это конец лишь начала.накопившаяся сумма из начал это память..начало свойственно только сознательному живому.

  8. Теперь понятно.если подходить с физикой то нифига не слаживается.а если как к живому творчески.считать,что только люди живые,а все мертвая материя..

  9. Споткнулся на этом моменте:

    «Получается, что наше пространство постоянно движется во времени, перемещается. Что же происходит с объектом, у которого скорость равна скорости света? Для него время стоит на месте, но координаты в пространстве – изменяются (ведь он движется со скоростью света).»

    — Откуда вдруг взялась скорость света? Почему предмет движется с такой скоростью? Что значит — остановиться во времени? Учитывая, что время такая же переменна величина, как и пространственные переменные, можно представить, что предмет остановился во времени, как он может остановиться и в пространстве; но только непонятно как это возможно. Объясните подробнее пож-ста. Спасибо

    • Ответом на твой вопрос будет то что в теории относительности скорость света признается лимитом скорости то есть скорость выше не набрать. Отсюда вывод что двигаясь с предельной скоростью время относительно тебя останавливается. Визуально ты будешь находиться одновременно во всех точках на протяжении изменения твоих координат короче говоря нужно стерео мышление для того что бы это представить

  10. В комментах прочитал: «Если ты движешся ровно со скоростью света то время будет стоять.» Может быть из-за этого недопонял статью. Почему время стоит если объект движется со скоростью света?

  11. это означает, что объект как бы «замёрзнет» для нас, наблюдателей, и будет плоским как рисунок. Это же предельная скорость, лимит. Зато для замёрзшего все мы вокруг покажемся движущимися с чудовищными скоростями, смазанными, даже не так, мы приобретём бесконечно высокую скорость и достигший скорости света СРАЗУ попадёт в Конец Времени. End of Times.

  12. бред полный…прочитав окончание статьи убедился что это не теория а фантазии простака, если объект будет двигаться со скоростью света то мы его даже не заметим( возможно увидеть только его траекторию движения) а то как описал автор остановиться во времени и связав это со скоростью света полнейший бред.Пасчёт примера с лифтом тоже заблуждение, так как с верху объект будет отдаляться или приближаться и по мере движения он пропадет из кругозора если только не быть с ним в лифте.

  13. >> Что же происходит с объектом, у которого скорость равна скорости света? Для него время стоит на месте, но координаты в пространстве – изменяются (ведь он движется со скоростью света).

    Как то не укладывается в моем понимании. Потрудитесь обьяснить, почему время стоит на месте? Оно не может стоять на месте.

    Если объект движется со скоростью света от пункта А в пунтк Б, время для него не останавливается. Время не останавливается никогда. Объект пройдет расстояние от пункта А в пункт Б за оч. незначительный отрезок времени: миллионную долю секунды. Понятно что обычные часы с секундой стрелкой этого не покажут. Но незначительное время на преодоление пути все таки объект потратит.

    То же самое с секундомерами. Оба секундомеры должны показывать одинаковое время.

  14. Во-первых с чего вы взяли что время не может стоять на месте? Из повседневного опыта? Этого недостаточно. Чтобы понять СТО необходимо изменить привычные представления о времени. Это самое сложное.
    Время относительно. Вспомнить хотя бы тот факт, что события одновременные в одной ИСО не одновременны в другой.

    Дело в том, что объект и наблюдатель находятся в разных СО. И для внешнего наблюдателя действительно пройдёт незначительный отрезок времени. Кстати, если взять расстояние побольше, световой год например, то отрезок времени будет уже значительный. Целый год как ни как))
    Так вот, время остановиться только для объекта, движущегося со скоростью света!

    Но должен вас огорчить. На практике это не возможно.
    Ускорение массивного объекта до скорости света потребует бесконечной энергии.
    По-этому к скорости света можно лишь приближаться. И время не остановиться, а будет только замедляться всё больше и больше. А это уже подтверждено на коллайдере в ЦЕРНе (на больших скоростях элементарные частицы живут дольше чем им положено).

  15. Время стоять-относительно и стоять и назад пятится. как машины на равных скоростях нулевая относительно др.друга.когда один дал газу второй хоть вроде и движется вперед но относительно неподвижного столба,а для первого назад…

    «Но должен вас огорчить. На практике это не возможно»
    -Живому просто необходима одновременность(одновременно и прошлое и настоящее этот простор вне потока времени)..на ракетах невозможно,серавно нужно искать.иначе все безсмысленно

  16. Вот люди видимо не дочитали, до конца, и сразу пишут. Время не может остановится это понятно, но объект который движется со скоростью света присутсвует и тут и там.

  17. «Теперь представьте трехмерное пространство, одно из измерений которого – время. Убираем глубину и заменяем его на время. Так проще нашему мозгу!» — зачем менять глубину на время? Ведь это подмена понятий, и дальше идет нарушения законов логики!

  18. Как ни печально, и СТО и ОТО ошибочны, так как основываются на неверном виде преобразований Лоренца. Об этом в моей брошюре «Мемуар по теории относительности и единой теории поля» (2000 г.). Он представлен на моём сайте: lev-verkhovsky.ru
    (займёт не более четверти часа, чтобы понять главную идею).

  19. Один вопрос: Вы сами-то понимаете что объясняете? По-моему чем вернее теория, тем проще её объяснить на пальцах, а при наличии компонента «верю» против невозможности оспорить очевидный факт — это уже не наука а религия.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.