Spațiu patru-dimensional

Astăzi fiecare elev știe că spațiul în care există o persoană este tridimensional, adică are trei dimensiuni: lungimea, lățimea și înălțimea. Dar ce este un spațiu tridimensional? Dacă explorăm nu numai poziția spațială a corpului, ci și modul în care variază în timp, adică procesele care apar în spațiul tridimensional, există încă o dată de coordonate. Spațiul patru-dimensional și constă din trei coordonate spațiale și o singură dată. În acest caz, fizicienii și filosofii vorbesc despre un continuu spațiu-timp. Timpul și spațiul sunt interconectate. În esență, ele se manifestă ca părți diferite ale spațiului-timp patru-dimensional.

Spațiul patru-dimensional ca unitate de spațiu și timp are o proprietate interesantă care este consecința lui teoria relativității A. Einstein. Consta in faptul ca odata cu viteza corpului apropiindu-se de lumina, timpul curge mai lent pe el, iar corpul in sine scade in dimensiune.

Să ne imaginăm că un astfel de spațiu tridimensional nu este suficient de ușor. Când am ajuns la școală forme geometrice, nu au întâmpinat dificultăți speciale - au fost două-dimensionale (au avut o lățime și o lungime). Era mai dificil să desenezi și să reprezinți figuri tridimensionale - conuri, piramide, cilindri și altele. Și să ne imaginăm cifrele compuse din patru dimensiuni este destul de dificilă chiar și pentru matematicieni și fizicieni.

Desigur, noțiunea de "spațiu patru-dimensional" este necesară pentru a vă obișnui. Fizicienii-teoreticieni aplică conceptul de spațiu-timp patru-dimensional ca instrument în calcule, dezvoltă în această lume geometria patru-dimensională.

Teoria lui A. Einstein spune că corpurile gravitaționale contribuie la curbura spațiului-timp tridimensional în jurul lor. Nu este ușor să vizualizăm spațiul-timp "obișnuit", iar cel răsucite este și mai dificil. Dar fizicienii, teoreticienii sau matematicienii nu trebuie să-și imagineze nimic. Curbură pentru ei înseamnă schimbarea proprietăților geometrice ale corpurilor sau figurilor. De exemplu, circumferință se referă la diametrul său pe plan ca 3.14, iar pe o suprafață curbată acest lucru nu este chiar așa. Posibilitatea de curbură a spațiului cu patru dimensiuni teoretizat la începutul secolului al XlX-lea matematician rus Nikolai Lobachevsky. La mijlocul secolului al XIX-lea, matematicianul german Riemann a început să exploreze spațiul „curbat“ nu numai trei dimensiuni, ci patru, și apoi orice număr de dimensiuni. De atunci, geometria unui spațiu curbat se numește non-euclidiană. Fondatorii geometriei non-euclideene nu știau exact în ce condiții geometria lor ar putea fi folositoare. Aparatul matematic pe care l-au creat a fost ulterior folosit în formularea teoriei relativității generale (teoria generală a relativității).

A. Einstein a subliniat un efect interesant asupra timpului: într-un câmp gravitational puternic, timpul va curge mai lent decât în ​​afara acestuia. Aceasta înseamnă că timpul de pe Soare va merge mai încet decât pe Pământ, deoarece forța gravitațională a Soarelui este substanțial mai mare decât forța gravitațională a Pământului. Din același motiv, ceasurile la o anumită înălțime deasupra Pământului merg puțin mai repede decât pe suprafața planetei noastre.

De o mare importanță pentru întreaga știință au oamenii de știință deschide proprietățile de timp, ca încetinirea ritmului apropiere stelele neutronice, opri timpul în „găurile negre“, posibilitatea ipotetică de „tranziție“, în spațiu și timp a procesului invers.

În afara câmpului de gravitate, se numește un spațiu liber - un mediu în care forța gravitațională pe corp sau deloc, sau acționează foarte slab comparativ cu gravitatea pământului. Stelele se află în spațiul cosmic, iar cea mai mare parte este spațiu liber.