Здравствуйте, уважаемые читатели!
У нашего проекта радостная новость. В сентябрьском номере журнала Geo опубликована статья иностранного автора, в подготовке которой принимал участие и наш сайт, в лице вашего покорного слуги. Было приятно сотрудничать с таким замечательным журналом о нашей планете, о природе и о путешествиях. 🙂
Перед тем, как мыпокончим с преобразованиями Лоренца и выведем их формулу для пространственных координат, давайте сформулируем понятие, о котором мы можем получить представление уже сейчас — понятие события.
Если вы помните, то первоначально, из рассмотрения полёта света по диагонали, мы получили просто закон замедления времени. Впоследствии оказалось, что время ведёт себя сложнее, чем было бы, если бы оно просто замедлялось в движении. Полную картину происходящих искажений мне удалось нарисовать в мультике о полёте над полем часов.
Иными словами, воображать, что время для движущихся тел течёт просто медленнее — неправильно, так как это только малая часть картины. На самом деле, для движущегося тела (или наблюдателя) изменяется понятие одновременности.
На самом деле, это не так уж сложно понять. Действительно, с какой это стати то, что происходит, например, на Марсе, только одним своим мгновением одновременно тому, что у нас сейчас на Земле? Почему есть такая странная связь? И почему она должна быть абсолютна?
В одном фантастическом рассказе я прочитал о встрече двух представителей разных цивилизаций. Условия встречи были таковы, что они могли друг другу о своих родинах только рассказать. И вот оказалось, что они не могут сказать друг другу, ни где находятся их родные планеты, ни даже когда они существовали (путешественники перемещались и во времени). Никаких ориентирова назвать было невозможно, ведь за миллионы лет звёзды перемещаются и изменяются. Никак нельзя было понять, цивилизация кого из путешественников существовала раньше, а какая — позже. Они просто существовали когда-то и где-то, но соотношения между ними установить было невозможно!
А если подумать просто о каких-нибудь отдельных людях, которые жили тысячи лет назад или будут жить спустя тысячи лет. Уже через сотни лет об обычных людях не остаётся никакой памяти, а ведь они жили, существовали, любили! Чем хуже жизнь какого-нибудь купца, закончившаяся тысячу лет назад? Только тем, что она прошла? А быть может, в каком-то смысле она и сейчас продолжается, просто для нас теперешних она погребена под толщей времён. А там, в глубине, может быть она так и течёт?
Получается, что это какой-то подарок небес, какое-то чудо, что мы со своими близкими живём в одном и том же временем, что наши жизни пересекаются во времени. Ведь могло быть и иначе! Одновременность — это чудо, некая линия, проведённая от одной жизни к другой и соединяющая их. И если эту линию провести иначе, то судьбы не столкнутся, не пересекутся. Один родится тогда, когда другого уже не будет.
Вообще, само понятие измерения времени основано на одновременности. Эйнштейна спрашивал (это я вычитал в статье из Geo), что означает, что поезд прибыл на станцию в 2 часа? И сам отвечал, что это означает не больше, чем то, что событие прибытия поезда на станцию и событие прибытия часовой стрелки к делению2 на циферблате — одновременны. Между ними как бы проведена связь, они связаны и лишь поэтому мы говорим, что замер времени прибытия поезда дал результат2 часа .
Так вот, как мы установили, связь между мгновениями судьбы для движущегося тела просто оказывается иной — меняется одновременность.
Чтобы ёмко отразить происходящее, теория относительности вводит специальное понятие -событие . Событие — это время-место, сочетаниегде икогда . Событие занимает очень малую область пространства и длится очень малую часть времени. Разумеется,малое может иметь разный смысл, в зависимости от рассматриваемой задачи.
Теория относительности разбивает всё происходящее на события. Например, утром вы встали и пошли гулять, пройдя крыльцо у своей двери, а днём — вернулись домой, остановившись на том же крыльце. Мы привыкли считать, что крыльцо и утром и днём — это одно и то же место. Теория относительности разрывает это единство. Поскольку первое крыльцо было утром, а второе днём — то это не одно и то же место, а два разных время-места.
Действительно, наш земной шар пролетает в пространстве вокруг солнца около 30 километров в секунду, и ещё и вращается. Через четыре часа крыльцо оказывается уже в половине миллиона километров от того места, где оно было утром. Вы возвращаетесь совсем не туда, откуда пришли! Однако же, мы считаем крыльцо тем же самым, просто потому, что фактически движемся вместе с ним.
Именно для того, чтобы утсранить разногласия, точнее, разобраться в них, теория относительности разбивает всё на события.
Есть два события — пересечение крыльца утром и пересечение крыльца вечером. И соотношения между этими событиями относительны, они зависят от точки зрения. Это только лишь землянину кажется, что эти два события находятся в одном месте. А вот жителю Солнца, который видит, что сама Земля лети, видится, что эти два события отстоят друг от друга на 500 тыс. км. А если обратиться к жителю ядра Галактики, который видит ещё и то, что Солнце пролетает около 300 км. в секунду, то он скажет, что между событиями ещё больше пространства!
В этом фокус. Теория относительности берёт неизменное — события. Никто из трёх наблюдателей не сомневается, что происходило и утреннее посещение крыльца и дневное. То есть, сами события абсолютны. Но наблюдатели расходятся в оценки пространственного соотношения между ними. Значит, оно относительно и ТО тогда не делает заранее никаких предположений об их отношениях.
То есть, обратившись к событиям, связи между ними оказывается возможным изучать. Наше подсознание как бы отпускает нас и разрешает играть с отношениями между событиями произвольно.
Так же легко понятие события позволяет разобраться и с относительностью одновременности. Поезд прибыл на станцию — это одно событие. Стрелка часов показала2 — это другое событие. Для кого-то эти два события одновременны и для него поезд прибыл на станцию в два. Для другого эти события не одновременны — и тогда для него поезд прибыл не в два!
Всё просто! И понятие события помогает нам.
Рассмотрим, например, что происходит с обычным движущимся телом, например, космическим кораблём, в котором, как мы знаем, происходит замедление времени.
С точки зрения космонавта его жизнь — это просто цепочка событий. Вот он втсал с постели, прошёл в ванную, умылся. А вот часы космонавта. Они тикают. Каждый их тик — это тоже просто событие. Для космонавта между тиками часов и его поступками есть определённое соотношение — поэтому ему кажется, что время идёт с одной скоростью.
А вот землянин, который наблюдает за космонавтом. У землянина свои часы и они тоже тикают и их тики — это тоже просто события. Для землянина соотношение между тиками земных часов и поступками космонавта соотношение другое. Землянину кажется, что космонавт шевелится медленно и потому землянин заключает, что время у космонавта движется замедленно.
А теперь пусть космонавт займётся происходящим на Земле. Де факто события для него те же — тики часов землянина, тики его собственных часов, собственные поступки, поступки землянина. Но связи между этими событиями другие. Космонавту представляется, что время замедлено уже у землянина и тут нет никаких противоречий. Ведь всё разбито на отдельные элементы — события, которые абсолютны, для всех одни и те же. А вот то, что пространственно-временные соотношения между этими событиями представляются разным наблюдателям по-разному — не так уж и сложно для подсознания принять.
Как определить, что есть событие?
В любой задаче есть характерные размеры и временные масштабы. Например, если мы рассматриваем человека в комнате, то характерные размеры — это метры, а временные масштабы — это минуты. Если мы рассматриваем движение Земли по орбите, то характерные масштабы — это миллионы километров, а временные рамки — годы или месяцы. Короче говоря, временной и пространственный масштаб задачи — это те отрезки пространства и времени, на протяжении которых что-то в задаче происходит.
После того, как выделены характерные для задачи масштабы, можно выделить масштабы, как говорят физики,много меньшие характерных . Например, если человек что-то делает в комнате, то миллиметр или сантиметр много меньше характерного пространственного масштаба, а секунда — много меньше характерного временного масштаба. В масштабах миллиметра человек обычно ничего не делает (если только это не часовой мастер), а за секунду — мало что успевает.
Так вот. Всё, всяческие происшествия, которые отстоят друг от друга на расстояние и время, много меньшие характерных масштабов, можно считать одним событием. Например, стрелка часов обычно немного отстоит от циферблата, но поскольку это расстояние много меньшее характерного для большинства задач, проход стрелки деления можно считать событием.
Ну вот, на сегодня всё. Многие уже догадались, чем по сути является событие. Конечно же — точкой в 4-мерном пространстве-времени. Но об этом — в следующем выпуске!
Счастливо.
Димс.
| < Предыдущая | Следующая > |
|---|
