Τετραδιάστατο χώρο

Σήμερα, όλοι οι μαθητές γνωρίζουν ότι ο χώρος στον οποίο υπάρχει ένα πρόσωπο, τριών διαστάσεων, δηλαδή, έχει τρεις διαστάσεις: μήκος, πλάτος και ύψος. Αλλά τι είναι τετραδιάστατο χώρο; Αν μελετήσουμε όχι μόνο τη χωρική θέση του σώματος, αλλά και πώς αυτό αλλάζει την πάροδο του χρόνου, δηλαδή, οι διαδικασίες που λαμβάνουν χώρα στον τρισδιάστατο χώρο, υπάρχει ένα ακόμη συντεταγμένων - χρόνο. Τεσσάρων διαστάσεων και αποτελείται από τρεις χωρικές και μία χρονική συντεταγμένες. Στην περίπτωση αυτή, οι φυσικοί και φιλόσοφοι μιλούν για ένα ενιαίο χωροχρονικό συνεχές. Ο χρόνος και ο χώρος είναι αλληλένδετα. Στην πραγματικότητα, αυτά εμφανίζονται ως διαφορετικές πτυχές του τετραδιάστατο χωροχρόνο.

Τετραδιάστατο χώρο ως μια ενότητα του χρόνου και του χώρου έχει μια ενδιαφέρουσα ιδιότητα που είναι συνέπεια της θεωρίας της σχετικότητας του Αϊνστάιν. Αυτό έγκειται στο γεγονός ότι με την ταχύτητα προσέγγισης του σώματος στο φως σιγά-σιγά να ρέει το χρόνο, και το ίδιο το σώμα έχει μειωθεί σε μέγεθος.

Φανταστείτε ένα χώρο τεσσάρων διαστάσεων είναι αρκετά δύσκολο. Όταν είμαστε στο σχολείο, έσυρε μια επίπεδη γεωμετρικά σχήματα, που δεν αντιμετώπισαν ιδιαίτερες δυσκολίες - είναι δύο διαστάσεων (έχουν πλάτος και μήκος). Ήταν πιο δύσκολο να εξαχθούν και να αντιπροσωπεύουν τα τρισδιάστατα σχήματα - κώνοι, πυραμίδες, κύλινδροι και άλλα. Και φανταστείτε ένα τετραδιάστατο σχήμα είναι αρκετά δύσκολο ακόμα και για τα μαθηματικά και τη φυσική.

Φυσικά, η έννοια των «τεσσάρων διαστάσεων» πρέπει να συνηθίσετε. Οι θεωρητικοί φυσικοί χρησιμοποίησαν την έννοια των τεσσάρων διαστάσεων χωροχρόνο ως ένα εργαλείο για τους υπολογισμούς, την ανάπτυξη σε αυτόν τον κόσμο τεσσάρων διαστάσεων γεωμετρία.

Θεωρία του Αϊνστάιν είπε ότι η βαρύτητα του σώματος συμβάλλει στην καμπυλότητα γύρω από τετραδιάστατο χωροχρόνο της. Δεν είναι εύκολο να απεικονίσει το «κανονικό» χωροχρόνο, και παραμορφωμένη - ακόμα πιο δύσκολη. Αλλά θεωρητικός φυσικός, ή τα μαθηματικά και δεν χρειάζεται να υποβάλουν τίποτα. Καμπυλότητα από αυτούς ξεχωρίζει για την αλλαγή των γεωμετρικών χαρακτηριστικών των οργανισμών ή των σχημάτων. Για παράδειγμα, το περιφερειακό μήκος αναφέρεται σε διάμετρο του στο επίπεδο ως 3,14, και αυτό δεν είναι αλήθεια για την καμπυλωμένη επιφάνεια. Δυνατότητα καμπυλότητας των τεσσάρων διαστάσεων θεωρία στις αρχές του δέκατου ένατου αιώνα ρώσος μαθηματικός Νικολάι Lobachevsky. Στα μέσα του δέκατου ένατου αιώνα, ο Γερμανός μαθηματικός Riemann άρχισαν να εξερευνήσετε την «καμπυλωτή» χώρο δεν είναι μόνο τρεις διαστάσεις, αλλά τέσσερις, και στη συνέχεια οποιοδήποτε αριθμό των διαστάσεων. Από τη γεωμετρία του καμπύλου χώρου ονομάζεται μη-Ευκλείδεια. Οι ιδρυτές της μη Ευκλείδεια γεωμετρία δεν ήξερε ακριβώς κάτω από ποιες προϋποθέσεις μπορεί να είναι χρήσιμο γεωμετρία τους. Η μαθηματική συσκευή, η οποία δημιούργησαν, χρησιμοποιήθηκε στη συνέχεια στη σύνθεση της γενικής σχετικότητας (γενική σχετικότητα).

Αϊνστάιν επεσήμανε ένα ενδιαφέρον αποτέλεσμα, όσον αφορά το χρόνο: ένα ισχυρό βαρυτικό πεδίο, ο χρόνος θα ρέει πιο αργά από ό, τι έξω από αυτό. Αυτό σημαίνει ότι ο χρόνος στον ήλιο θα είναι πιο αργή από ό, τι στη Γη, επειδή η δύναμη της βαρύτητας του Ήλιου είναι πολύ μεγαλύτερη από τη δύναμη της βαρύτητας της Γης. Για τον ίδιο λόγο το ρολόι σε ένα ορισμένο ύψος πάνω από τη Γη πάει λίγο πιο γρήγορα από ό, τι στην επιφάνεια του πλανήτη μας.

Μεγάλη σημασία για το σύνολο της επιστήμης έχουν οι επιστήμονες ανοίγουν τις ιδιότητες του χρόνου, καθώς η επιβράδυνση κοντά τα αστέρια νετρονίων του, να σταματήσει το χρόνο στο «μαύρες τρύπες», το υποθετικό ενδεχόμενο «μετάβασης» στο χώρο και το χρόνο της αντίστροφης διαδικασίας.

Έξω από το βαρυτικό πεδίο εμφανίζεται έτσι ονομάζεται χώρο - το περιβάλλον στο οποίο η δύναμη της βαρύτητας στο σώμα, ή δεν ενεργεί, ή ενεργεί πολύ αδύναμη σε σχέση με τη βαρύτητα της Γης. Τα αστέρια είναι στο διάστημα, και το μεγαλύτερο μέρος του έχει ελεύθερο χώρο.