Секрет долголетия ночницы.

Биологи уже давно считают, что продолжительность жизни животного определяется очень просто: чем оно больше, тем дольше живет.

Пространство-время - четырехмерный континуум

Материалы по биологии и химии / Изучение пространства и времени / Пространство-время - четырехмерный континуум

Страница 1

Постулаты специальной теории относительности (СТО) разрушили представления классической физики. Созданная Ньютоном механика рассматривала пространство и время как две независимые абсолютные величины, в которых разыгрываются физические процессы. Постулаты СТО вынуждают связать воедино пространство и время. Именно такая взаимосвязь позволяет получить математическое описание перехода между разными движущимися системами координат. Так как в теории относительности рассматриваются явления, протекающие с околосветовыми скоростями, то связь пространства и времени становится заметной исключительно при этих скоростях.

В школьном курсе физики использовались преобразования Галилея, приводящие к сложению скоростей, в СТО такие преобразования несколько сложнее. Они называются преобразованиями Лоренца, по имени ученого, предложившего их. При скоростях много меньше световых преобразования Лоренца могут быть заменены преобразованиями Галилея (напомним, что это проявление принципа соответствия Бора).

Выше была рассмотрена относительность одновременности событий. Привычные для нас представления о расстояниях и временных промежутках также являются относительными относительно движущихся систем координат. Да простят меня читатели за «двойную» относительность. Дело в том, что в широких слоях слово «относительность» стало ординарным. «Все в мире относительно», - слышали, наверное? Так вот, относительность может быть только относительно чего-то, а не сама по себе. Выражение: «Я получаю зарплату больше» - бессмысленно, если не связать его с суммой или человеком.

Привычная «экономия слов» порождает путаницу в умах людей, далеких от физики. Если покоящийся наблюдатель станет измерять размеры тела, двигающегося с околосветовой скоростью, то в направлении движения тело получится короче первоначального размера. Данный результат вытекает из математических формул преобразований Лоренца. Дело в том, что измерение будет проводиться с помощью света. Но свет распространяется с постоянной скоростью независимо от движущихся или покоящихся систем координат (наблюдателей). Если процессы не будут замедляться, а размеры уменьшаться, то скорость света для неподвижного наблюдателя будет складываться со скоростью движущейся системы и в целом превзойдет скорость света. Таким образом, будет нарушен второй постулат СТО. Для его сохранения необходимо, чтобы для неподвижного наблюдателя процессы, происходящие в движущейся системе, происходили медленнее, а сам движущийся объект сокращался в направлении движения. Но наблюдатель, расположенный в самой движущейся системе, никакого сокращения или замедления не обнаружит. (Относительно неподвижного наблюдателя сокращение и замедление будут происходить, а относительно наблюдателя в этой движущейся системе все останется неизменным.) В противном случае будет нарушен первый постулат Эйнштейна, в соответствии с которым все процессы должны протекать одинаково. Таким образом, время и пространство оказываются взаимосвязанными. Привычное для нас трехмерное пространство и самостоятельное время составляют единый континуум. От такой математической операции ничего с миром не случилось (как часто предполагают гуманитарии). Физики поняли: мир - более сложное и загадочное явление, чем это может вообразить фантазия, а привычные научные теории не вечные истины.

6. Общая теория относительности А.

Эйнштейна (теория тяготения)

Сила тяжести - первая сила, введенная в физику; ее «отец» - И. Ньютон, сформулировавший закон всемирного тяготения. Теперь ее рассматривают как одно из фундаментальных взаимодействий в природе. Несмотря на то что тяготение стало частью физики еще в XVII в., оно до сих пор загадочное проявление свойств природы.

Ответить на вопрос «Что такое тяготение?» можно двумя способами. Первый: открыть частичку-переносчик тяготения, подобно фотону - переносчику электромагнитного поля. Но физики и сегодня не могут обнаружить эту частичку - гравитон. Второй: отказаться от силы тяготения по принципу «нет силы - нет частички». Именно этот путь выбрал А. Эйнштейн.

Пользуясь скоростными лифтами, человек испытывает тяжесть в ногах при подъеме и дурноту при спуске. Если лифт будет падать вместе с человеком (внимание: этот эксперимент несовместим с жизнью!), то человек окажется в состоянии невесомости и может представить себя настоящим космонавтом (короткое время!). Иное дело при подъеме - тело становится тяжелее. Из этих наблюдений можно предположить, что сила тяжести может быть заменена ускорением, а раз так, то в действительности нет никакого тяготения.