Дізнайтеся, що таке просторово-часовий континуум, яка історія виникнення терміну та яка суть обєднання простору та часу в нову математичну/фізичну сутність.
У 1906 році, невдовзі після того, як Альберт Ейнштейн оголосив про свою спеціальну теорію відносності, його колишній викладач математики в коледжі, Герман Мінковський, розробив нову схему мислення про простір і час, яка підкреслювала їхні геометричні якості. У своїй знаменитій цитаті, виголошеній на публічній лекції про теорію відносності, він заявив наступне,
“Погляди на простір і час, які я хочу викласти перед вами, виникли на ґрунті експериментальної фізики, і в цьому полягає їхня сила. Вони радикальні. Відтепер простір сам по собі і час сам по собі приречені зникнути в тіні, і тільки своєрідний союз цих двох збереже незалежну реальність”.
Що таке просторово-часовий континуум?
Ця нова реальність полягала в тому, що простір і час, як фізичні конструкції, мають бути об’єднані в нову математичну/фізичну сутність під назвою “простір-час”, тому що рівняння відносності показують, що і просторові, і часові координати будь-якої події мають бути змішані разом математикою, щоб точно описати те, що ми бачимо.
Теорія відносності Ейнштейна: загальна, спеціальна та перший постулат
Оскільки простір складається з 3 вимірів, а час є одновимірним, простір-час повинен бути 4-вимірним об’єктом.
Континуум – це назва неперервних утворень (напр., сукупності всіх точок будь-якого відрізка прямої).
А що таке просторово-часовий континуум? Вважається, що це “континуум”, оскільки, наскільки нам відомо, не існує пропущених точок у просторі чи миттєвостей у часі, і обидва ці об’єкти можуть бути розділені без будь-яких видимих обмежень за розміром чи тривалістю.
Отже, фізики тепер звично вважають наш світ вбудованим у цей 4-вимірний просторово-часовий континуум, і всі події, місця, моменти історії, дії і так далі описуються з точки зору їхнього розташування у просторі-часі.
Простір-час не розвивається, він просто існує. Коли ми розглядаємо певний об’єкт з точки зору його просторово-часової репрезентації, кожна частинка розташовується вздовж своєї світової лінії.
Це лінія, схожа на спагеті, яка тягнеться з минулого в майбутнє, показуючи просторове розташування частинки в кожну мить часу. Ця світова лінія існує як цілісний об’єкт, який можна розрізати тут і там, щоб побачити, де знаходиться частинка в просторі в конкретний момент часу. Визначивши повну світову лінію частинки з сил, що діють на неї, ви “розв’язали” її повну історію. Ця світова лінія не змінюється з часом, а просто існує як позачасовий об’єкт.
Що таке час: визначення, теорії та його вимірювання?
Так само в загальній теорії відносності, коли ви розв’язуєте рівняння для форми простору-часу, ця форма не змінюється в часі, а існує як цілісний позачасовий об’єкт. Ви можете розрізати його тут і там, щоб дослідити, як виглядає геометрія простору в конкретну мить. Вивчення послідовних зрізів у часі дозволить вам побачити, наприклад, чи розширюється всесвіт, чи ні.
Джерело: einstein.stanford.edu/
