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