KSE4 (1153100), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Вместо нее в геометрии Лобачевского принимается следующая аксиома:через точку, не лежащую на данной прямой, проходят, по крайней мере, две прямые,лежащие с данной прямой в одной плоскости и не пересекающие ее.В 1868 г. итальянский математик Э. Бельтрами (1835—1900) показал, что геометрияЛобачевского реализуется на псевдосфере.Г. Риман в работе «О гипотезах, лежащих в основании геометрии» ввел понятиемногообразия, вслед за Гауссом предложив исследовать внутреннюю геометрию пространств, тем самым заложив основы дифференциальной геометрии и подготовивфундамент для общей теории относительности.Для пояснения различий геометрий Евклида, Римана и Лобачевского обычно прибегаютк следующему приему.
Вместо пространства трех измерений берут пространство двухизмерений, т.е. поверхность. В этом случае можно дать наглядное истолкованиегеометриям Лобачевского и Римана.Соотношения геометрии Евклида осуществляются на плоскости, и сумма угловтреугольника будет равна 180°.Геометрия Лобачевского реализуется на так называемой псевдосфере (напоминающейповерхность лошадиного седла), которая является поверхностью отрицательной кривизны. Здесь сумма углов треугольника будет меньше 180°.Геометрия Римана реализуется на поверхности сферы.
Здесь мы имеем дело споверхностью положительной кривизны, в отличие от геометрии Евклида, где кривизнанулевая. Сумма углов треугольника будет больше 180°.Неевклидовы геометрии утвердились в качестве математических теорий, но отношениеих к реальному миру оставалось неясным вплоть до создания общей теории относительности. Были сделаны попытки определить, какова метрика того мира, в котором мыживем, прибегнув к непосредственным измерениям суммы углов треугольника. Однаковозможный дефект измерения лежал в пределах неточности измерительныхинструментов, и столь непосредственным путем нельзя установить является ли пространство евклидовым или неевклидовым. Хотя еще Лобачевский, Риман и Гауссвысказывали предположение, что геометрия реального мира в больших масштабахявляется неевклидовой.Этот вопрос решен в рамках общей теории относительности, в которой произошлообъединение физики и геометрии.В общей теории относительности гравитация и метрика оказываются в определенномотношении тождественными.
Гравитационное поле может быть охарактеризовано какотступление пространственно-временной метрики от евкли- довости (как «искривление»пространства-времени), и, наоборот, метрика пространства-времени может быть представлена как проявление гравитации. Силы тяготения, аналогичной силам, действующимв механике или электродинамике, просто не существует.
Движение тел в поле тяготенияесть своеобразное движение по инерции, но в «искривленном» пространстве, где местопрямых линий занимают прямейшие, или геодезические, мировые линии, которые образуют кратчайшие соединения между парами точек.В свое время Галилей доказал, что равномерное прямолинейное движение невызывается каждый раз действием особых, приложенных к телу сил, а представляет собойдвижение по инерции в евклидовом пространстве.
Эйнштейн же в общей теорииотносительности показал, что движение в поле тяготения вызывается не действиемособых гравитационных сил, приложенных к движущимся телам, а представляетдвижение по инерции, но в неевклидовом пространстве.Теория относительности установила не только искривление пространства поддействием полей тяготения, но и замедление хода времени в сильных гравитационныхполях.Пространство-время общей теории относительности — это четырехмерноедифференциальное многообразие с геодезической структурой и метрикой.
В нейустанавливается связь между кривизной пространства-времени и тензором энергииимпульса.Пространство-время является неоднородным, его свойства изменяются с изменениемгравитационного поля. В общей теории относительности на место абсолютногопространства пришло гравитационное поле, таким образом «пустое пространство, т.е.пространство без поля, не существует, пространство-время существует не само по себе, нотолько как структурное свойство поля».Важнейшим выводом общей теории относительности стала идея, что изменениегеометрических (пространственных) и временных характеристик тел происходит нетолько при движении с большими скоростями, как это было доказано специальнойтеорией относительности, но и в сильных гравитационных полях.
Как указывается вспециальной научной литературе, в настоящее время нет сколько-нибудь убедительнойэкспериментальной проверки общей теории относительности. Одна из особенностейобщей теории относительности заключается как раз в том, что она опередилаэкспериментальные возможности физики и астрономии. Так, она объясняет поворотперигелия Меркурия, предсказывает два наблюдаемых эффекта: гравитационноесмещение частоты излучения и отклонение световых лучей при их прохождении вблизиСолнца. Но формула А.
Эйнштейна для отклонения лучей в поле Солнца проверена лишьс точностью порядка 10%. До последнего времени противоречивы результаты поисковкрасного смещения частоты в спектре Солнца; результат общей теории относительностипроверен с очень небольшой точностью, порядка 1%.Более того, нет экспериментального подтверждения исходных посылок общей теорииотносительности. Например, до сих пор не подтверждено, что скорость распространениягравитационного возмущения равна скорости света в вакууме. Только эксперимент можетдать ответ на вопрос, какова в действительности скорость распространения гравитации.Физики солидарны в том, что необходимо тщательное обсуждение физических основтеории относительности, установление границ ее применимости.Общая теория относительности является гипотезой с достаточно большимиоснованиями на достоверность.
Она привлекла внимание физиков прежде всего своейдостаточно большой общностью, стремлением объединить it единую теорию различныеотрасли физики, математической стройностью и красотой.Подведем итоги. Специальная теория относительности лишила пространство и времяабсолютного статута, связав их в единое целое пространственно-временной континуум. Вобщей теории относительности не только пространство и время по отдельности, но ипространственно-временной континуум лишается абсолютности. Согласно выводамобщей теории относительности метрика пространства и времени определяетсяраспределением гравитационных масс во Вселенной.
Концепция А. Эйнштейнарассматривается как убедительный аргумент в пользу неевклидовой пространственновременной структуры мира и лежит в основе современной космологии.4.1.5. Причинная концепция времени Н. КозыреваБлагодаря успехам теории относительности возникло убеждение, что все решенные илинерешенные проблемы времени — это проблемы теории относительности. Однако втеории относительности (как и во всей современной науке) нет точКй зрения на «природувремени», понимаемую как существование механизмов происхождения нового иисточников изменений в мире.В середине XX в.
астроном Н. А. Козырев (1908—1983), открывший явлениевулканизма на Луне, работал над физической проблемой происхождения источниковэнергии звезд. По его расчетам традиционных термоядерных источников энергии нехватает для объяснения светимости звезд. Размышления о возможных дополнительныхисточниках, а также наблюдения за различными неравновесными процессами, привели Н.Козырева к гипотезе о существовании некоторой новой физической сущности, несовпадающей ни с материей, ни с пространством, ни р полем в обычном их понимании.Сам автор называл эту сущность «потоком времени».Н. А.
Козырев был первым ученым, который це только обратил внимание нанеобходимость серьезного изучения физического содержания цонятия времени, но иразработал причинную концепцию времени и предложил для этой целиэкспериментальную методику, разработанную им в рамках так называемой причинноймеханики.Классическая механика Ньютона не делает различия между причиной и следствием. Вней силы взаимодействия двух тел направлены вдоль одной прямой, равны по величине,противоположны по направлению и действуют в один момент времени. Это означаетсимметрию и полную обратимость времени, что не соответствует картине реального мира,в котором преобладают необратимые процессы.Причинная механика Н. А.
Козырева основана на следующих постулатах1: в причинных связях всегда имеется принципиальное отличие причин от следствий; причины и следствия всегда разделяются пространством, расстояние не может бытьравно нулю; причины и следствия всегда разделяются временем, которое не равно нулю, аследствие всегда находится в будущем по отношению к причине; время обладает особым свойством (направленностью, ходом), которое создаетразличие прошедшего от будущего, причин от следствий.Козырев исходил из идеи, что время — это не просто «чистая длительность»,расстояние от одного события до другого, а нечто материальное, обладающее физическими свойствами. Можно сказать, что у времени два типа свойств: пассивные, связанныес геометрией нашего мира (их изучает теория относительности), и активные, зависящие отего внутреннего «устройства».
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
