Эйнштейн и общая теория относительности: к загадке «пространства-времени»
Рубрики : Наука, Последние статьи
Нашли у нас полезный материал? Помогите нам оставаться свободными, независимыми и бесплатными, сделав любое пожертвование или купив что-то из нашего литературного мерча.
25 ноября 1915 года Альберт Эйнштейн объявил исчерпывающие математические подробности своей общей теории относительности (ОТО). Мы перевели эссе астронома Национального аэрокосмического института Стена Оденвальда (Sten Odenwald), который рассказыват, какие вопросы эйнштейновская теория продолжает ставить перед нами и почему гравитация и природа пространства остаются сегодня такими же загадочными, какими были и 100 лет назад.
Сегодня все мы привыкли слышать о том, что общая теория относительности описывает гравитацию как «искажение пространства» и что эта теория привела к ряду сенсационных открытий и объяснений – например, космологической гипотезы Большого Взрыва, черных дыр и замедления хода времени под влиянием гравитации.
Мы даже слышали об эффекте Лензе — Тирринга, предсказанном в 1918 году, согласно которому вращающиеся тела могут «стягивать» само пространство и вызывать удивительные, но очень слабые изменения поведения вращающихся гироскопов в гравитационном поле. Этот причудливый феномен был детально изучен спутником NASA Gravity Probe B.
Если вы хотите узнать больше об общей теории относительности, достаточно выйти в Интернет, где есть сотни ресурсов, рассказывающих о ней. Но, несмотря на её популярность и тот прогресс, толчком которого она стала, остаются весьма колючие детали, которые требуют разработки или непосредственного наблюдения.
ОСНОВНЫЕ ИДЕИ
Искажение пространства-времени, вызванное вращением Земли (Фото: NASA / GP-B)
Теория относительности базируется на идее, что пространство и время образуют единую физическую сущность под названием «пространство-время». Каждый раз, когда вы пытаетесь описать поведение чего-то, вам необходимо описывать его эффекты не только в связи с тремя измерениями пространства, но и четвертым временным измерением.
Они тесно связаны друг с другом, особенно когда вы математически описываете физические процессы. Вы не можете просто путешествовать из одной точки в другую с определенной скоростью, вы должны учитывать, как это движение меняется с течением времени. Всё это элементарные вещи — написано множество статей о том, как «замедляется ход времени» и «объекты сжимаются по направлению движения». Но общая теория относительности добавляет ещё одну странную деталь к описанию четырехмерного пространства-времени.
В первую очередь ОТО утверждает, что пространство-время и гравитационные поля — одно и то же. Они описываются одним и тем же математическим символом в теории. Гравитация — это не сила вообще, а констатация того, как объекты движутся в пространстве-времени. Если они движутся по прямой, то не будет вообще никакой гравитационной силы. Вот что вы почувствовали бы в совершенно пустом пространстве. Но в присутствии материи (или энергии) пространство-время искажается геометрически, так что самые прямые линии из возможных в четырех измерениях становятся искаженными.
В других ситуациях, как, например, с электромагнитной силой, мы имеем дело с полем, которое растягивается через пространство и расширяется со скоростью света из своего источника. Это силовое поле встраивается в пространство, подобно краске, оставшейся в мазке краски на вашей стене. Но общая теория относительности говорит, что гравитация совсем не такая. То, что мы называем пространством-временем, само по себе является гравитацией. В отличие от электромагнитного поля, гравитация не «окрашивает» поверхность пространства-времени. Чтобы понять в полной мере, что такое гравитация, вам нужно хорошо усвоить, что такое пространство и время как физические вещи, а не математические абстракции! Эйнштейн оставил две таких цитаты:
Пространство и время являются принципами нашего мышления, а не условиями, в которых мы живём.
…
Пространство-время не претендует на собственное существование как таковое, только на роль структурного качества [гравитационного] поля.
НЕ ВСЕ СИЛЫ ОДИНАКОВЫ
Искаженное пространство вокруг скопления галактик CL0024 (Фото: Большой (синоптический обзорный телескоп Консорциум)
За последние 100 лет мы усвоили из многочисленных экспериментов, что гравитация принципиально отличается от других трёх сил. Эти три силы — электромагнетизм, сильное и слабое ядерное взаимодействие – всё, что нам нужно для описания природы материи и её взаимодействия. Это описание называется Стандартной моделью и является удивительно точной математической моделью, способной объяснить самые сложные эксперименты, проводимые в настоящее время на Большом адронном коллайдере в CERN.
Хотя физики пытались описать гравитацию (пространство-время) тем же математическим языком, что используется в Стандартной модели, это привело к массе технических проблем.
Не потому, что математики недостаточно изобретательны (ведь в результате этих попыток у нас появилась теория струн и петлевой квантовой гравитации), а потому, что по-прежнему всё это не доказывает, что гравитация (пространство-время) является того же рода «квантовым полем», что и поля Стандартной модели. Лауреат Нобелевской премии Фримен Дайсон отмечал:
…Теории квантовой гравитации [могут быть] непроверяемы и научно бессмысленны. В таком случае классическая вселенная и квантовая вселенная могли бы сосуществовать тихо и мирно. Не было бы никакого несоответствия между двумя этими картинами. Обе картины вселенной могут быть верными, и поиск теории объединения может оказаться иллюзией.
Ричард Фейнман также отметил в 1962 году:
Крайняя слабость квантовых гравитационных эффектов в настоящее время представляет некоторые философские проблемы. Может быть, природа пытается сказать нам что-то новое, может, мы не должны пытаться квантовать гравитацию.
Все еще возможно, что квантовая теория не гарантирует нам, что гравитация должна квантоваться.
Все еще возможно, что квантовая теория не гарантирует нам, что гравитация должна квантоваться.Сегодня мы знаем о теории струн и других математических моделях пространства-времени и гравитации, но они не отражают картины того, как на самом деле может выглядеть гравитация или пространство-время. Так же, как схематические диаграммы, используемые для сборки радиоприемников, которые не описывают движение электронов через цепь компонентов, струны и петли просто могут быть нашими математическими инструментами, которые помогают делать определённые расчёты. Они также похожи на символические диаграммы Фейнмана, используемые для описания электромагнитных квантовых взаимодействий. Однако эти вычисления не востребованы на практике, поскольку в настоящее время нет данных, которые сообщали бы о необходимости «квантовать» гравитацию для объяснения известных наблюдаемых измерений.
Мы можем утверждать, что физика была бы проще, если бы пространство-время квантовалось, но нет никаких свидетельств того, что наша особая тяга к объединению действительно необходима реальному миру.
Природа могла бы быть математически более красивой, если пространство-время оказалось бы полем, состоящим из гравитонов или других квантовых элементов, но эти требования подгоняются математическими интересами, а не очевидными или необходимыми потребностями физики. И всё же поиск стоит всех усилий, поскольку общая теория относительности в свои 100 лет продолжает задавать нам вопрос, как материя может «генерировать» пространство-время вокруг нас, или, наоборот, как пространство-время может генерировать вселенную и её физическое содержание. В теории Эйнштейна есть решения, в которых пространство-время не содержит материи вообще и, соответственно, вообще не требует его источника. Существуют также новейшие теории, которые и вовсе указывают на то, что информация более фундаментальна, чем само пространство-время.
Всё это сводится к одному: если мы не знаем, чем является пространство-время с точки зрения физического агента, как мы вообще можем пытаться понять гравитацию или манипулировать ей искусственно, не говоря уж о создании «варп-двигателей»?
Возможно, когда ОТО исполнится 200, мы всё это поймем.
Источник: «Happy Birthday Einstein! 100 years of General Relativity», Huffington Post
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
времянаукафизика
Похожие статьи
Нужно ли прикреплять фотографию к резюме
Для работы с нашим сайтом необходимо, чтобы Вы включили JavaScript в вашем браузере.
Марина Хадина, руководитель карьерных сервисов HeadHunter, рассказывает о том, как правильно подойти к выбору фотографии для резюме.
Следует сразу оговориться, что на ряд позиций работодатели часто выдвигают как обязательное требование фото в резюме: например, на должности администраторов, хостесс, секретарей-референтов в приемную, секретарей на ресепшен — там, где приятная, располагающая внешность играет ведущую роль. В данном случае вопрос «Прикреплять или не прикреплять?» не стоит.
Если же в вакансии фотография не требуется, а к резюме вы хотите ее прикрепить по собственной инициативе, то рассуждать следует так: « Какое впечатление я хочу произвести как сотрудник? » Ведь фотография — это первое визуальное знакомство с вами до собеседования .
Соответственно, выбирайте фото, как если бы вы выстраивали свой имидж для собеседования.
Вы же не придете к будущему работодателю с велосипедом под мышкой или еще лучше — в купальнике или пляжных шортах. Вы не приведете с собой на собеседование друзей, хотя вполне можете упомянуть в разговоре, что любите компании. Скорее всего, вы не позволите себе прилечь, отвечая на вопросы рекрутера, или положить ноги на стол.
По фотографии работодатель определяет, в первую очередь, адекватность кандидата: умеет ли он отличать личное от делового , каким представляет себя в трудовом коллективе, насколько соответствует общепризнанному представлению о достойном кандидате.
Таким образом, подходящая фотография для резюме должна отвечать следующим признакам:
- Фото в деловой одежде . Возможно, на рабочем месте, чтобы подчеркнуть, что работа в данный момент у вас в приоритете. Работодатель оценит ваш серьезный настрой.
- Еще лучше профессиональное фото . Заказать студийную съемку достаточно один раз, зато грамотно выставленные свет и композиция, удачно пойманный ракурс помогут вам «подать себя».
Работодатель оценит ваш серьезный настрой.В крайнем случае, подойдет фотография «на документы» , так как она нейтральна.
Как бы то ни было, фотография в резюме по-прежнему скорее дополнение, нежели обязательный пункт . Поэтому, каким бы удачным ни было ваше фото, работодатель все равно будет оценивать вас по тому, насколько качественно и грамотно заполнено ваше резюме.
Если вы сомневаетесь в своих силах или хотите, чтобы вся информация о вас была подана максимально выигрышно, воспользуйтесь нашим сервисом «Успешное резюме» , и профессиональные консультанты подскажут, как это лучше сделать.
Удачи в трудоустройстве!
Tweet
КАК НАсчет.
..? определение | Кембриджский словарь английского языкаПереводы как насчет…?
на китайском (традиционный)
（用於提出建議）…怎麼樣?, （用於詢問另一件事）…
Подробнее
на китайском (упрощенном)
（用于提出建议）…怎么样?, （用于询问另一件事）…
Увидеть больше
Нужен переводчик?
Получите быстрый бесплатный перевод!
Обзор
парящий
ховерпорт
как
как насчет этого? идиома
как насчет…? идиома
как дела с тобой)? идиома
как дела? фраза
как вы фиксируетесь на что-то? идиома
Как поживаете? идиома
Проверьте свой словарный запас с помощью наших веселых викторин по картинкам
- {{randomImageQuizHook. copyright1}}
- {{randomImageQuizHook.copyright2}}
copyright1}}Авторы изображений
Попробуйте пройти викторинуСлово дня
тропический
ВеликобританияВаш браузер не поддерживает аудио HTML5
/ˈtrɒp.ɪ.kəl/ НАСВаш браузер не поддерживает аудио HTML5
/ˈtrɑː.pɪ.kəl/из зоны между двумя тропиками или относящейся к ней
Об этомБлог
Ошеломленный и пораженный громом (Слова для удивления или потрясения)
Подробнее
Новые слова
жонглирование
В список 9 добавлены новые слова
0005
Наверх
Содержание
EnglishIntermediateTranslations
Разница между «Как насчет?» и что насчет?»
Дом
Непонятные слова
Разница между «Как насчет?» и что насчет?»
Шайна Оливейра Сбивающие с толку слова
«А как насчет…?» и «Как насчет…?» очень похожи, но есть небольшая разница. Давайте посмотрим на несколько примеров того, как насчет и что насчет, чтобы мы могли понять, когда их использовать.
Это бесплатный образец из электронной книги 600+ Confusing English Words Introduction. Это поможет развеять ваши сомнения относительно того, как правильно использовать английские слова, чтобы вы могли говорить и писать более уверенно.
Щелкните здесь для получения дополнительной информации! Используйте «Как насчет?» предложить действие и «открыть» возможности: «У меня завтра выходной. Что нам делать?»
» Как насчет провести день в городе?»
«Нет. Мне совсем не хочется путешествовать».
» Как насчет того, чтобы убрать дом?»
«Ни за что. Я хочу сделать что-нибудь веселое».
«Хорошо. Как насчет того, чтобы пройтись по магазинам, а потом посмотреть фильм?
«Хм… звучит неплохо!»
В этом разговоре «Как насчет…?» используется, чтобы предложить различные варианты действий.
После «How about…» может следовать форма глагола на -ing ИЛИ местоимение и инфинитив («Как насчет уборки…»)
Использовать «Что насчет?» сообщить о возражении или потенциальной проблеме:«Проведем выходные в городе!»
«Но как насчет моего урока игры на гитаре в субботу?»
«Это не проблема, просто поговори с учителем и перенеси его».
«А как насчет экзамена по английскому языку в понедельник? Я еще не учился».
«Ты сможешь заниматься в воскресенье вечером, когда мы вернемся».
В этом разговоре фраза «Что насчет…» используется для выражения отрицательного момента или потенциальной проблемы с планом или идеей. После «Что насчет…» стоит существительное («мой урок игры на гитаре» и «тест по английскому языку»)
Должны ли мы сказать «А как насчет вас?» или «Что насчет тебя?»Оба «а как насчет тебя?» а что насчет тебя?» правильные!
Это распространенный способ задать тот же вопрос другому человеку.
Нет разницы между «а как насчет тебя?» а что насчет тебя?»
«Как дела?»
«Хорошо — немного занят в школе. А ты? » (= и как дела?)
«Где вы работаете?»
«В местном университете. А ты? » (= а где вы работаете?)
Теперь вы знаете, когда использовать как насчет против как насчет, и вы понимаете, что «а как насчет вас?» а что насчет тебя?» одинаковы.