дома нескучно
Как весело и с пользой пережить самоизоляцию

Пространство-время

2 February 2019

"Изменение количества движения, пропорционально приложенной движущей силе, и происходит по направлению той прямой, по которой эта сила действует." [Исаак Ньютон]

Пространственно — временной континуум, сегодня у многих ассоциируется с научной фантастикой и путешествием во времени. Что-то вроде известного фильма "Назад в будущее". Думаю многие читатели его смотрели.​ Но речь пойдёт не о фантастике, а о реальной физике.
Пространственно — временной континуум, сегодня у многих ассоциируется с научной фантастикой и путешествием во времени. Что-то вроде известного фильма "Назад в будущее". Думаю многие читатели его смотрели.​ Но речь пойдёт не о фантастике, а о реальной физике.

Альберт Эйнштейн в своё время сказал гениальную фразу "Всё в Мире относительно". Давайте попробуем разобраться, где реальность, а где фантастика? - Мы не будем переводить физику в философию, так как А.Эйнштейн в первую очередь физик-теоретик, один из основателей современной теоретической физики, лауреат Нобелевской премии по физике 1921г. А начнём с самого простого: Трёхмерное пространствогеометрическая модель материального мира, в котором мы находимся. Понимание трёхмерного пространства людьми, как считается, развивается ещё в младенчестве, и тесно связано с координацией движений человека.

С точки зрения физики, Мирэто геометрическая модель материального трёхмерного пространства. Расположение любой материальной точки в этом мире (трёхмерном пространстве), является относительной координатой, согласно положения наблюдателя в определённый момент времени.

Вы возможно не заметили, что в определении прозвучала ещё одна координата Мира — Время. То есть, трехмерное пространство представляет собой три вектора направления XYZ; а расположение любой материальной точки в пространстве, определяется относительно времени. Пространство-время однородно и непрерывно, а все материальные тела, находятся постоянно в движении (Земля, Солнце, Солнечная система, Галактика и т.д.). Единственный статический объект (в узком смысле слова "статический"), так это сам факт движения Всего. Даже если объект неподвижно лежит на земле, то он всё равно движется вместе с Землёй, а его твёрдое (напряжённое) состояние, сохраняется до тех пор, пока в нём сохраняется напряженность (период полураспада атомов). Таким образом "состояние покоя" (E=mc²) объектов на Земле, рассматривается относительно движения в пределах Земли. То есть, если мы будем смотреть в телескоп на лежачий камень, находясь скажем - на Луне, то камень будет вращаться вместе с Землёй. С такого положения наблюдателя, Земля вместе с камнем находятся в движении, а увидеть мы его сможем 1 раз в сутки на протяжении какого-то времени.

Всё это похоже на философию, но следует не забывать, что речь идёт о физике. Так что же такое «время» с точки зрения физики, если мы наблюдаем за камнем на Земле, будучи на Луне?

Время — это частота событий, происходящих относительно другого события, принятого за единицу измерения физических и психических процессов. С 1967 года международная система единиц СИ определяет одну секунду как 9 192 631 770 периодов электромагнитного излучения, возникающего при переходе между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133. Согласно этому определению, атом цезия-133 является стандартом для измерений времени и частоты.

Чтобы определить время для наблюдения за камнем на Земле, нам потребуются "лунные часы". Они помогут определить соответствующий момент времени для наблюдения. Но что такое «часы»?

Часы — это измерительный прибор частоты. Определяет частоту (период) событий, относительно 1 оборота Земли вокруг своей оси на 360°, что определяет земные сутки как 24 часа или 1 день. Частота вращения Земли ~365,25 оборотов в год, где один оборот — это 1 день (земные сутки). Часами измеряют продолжительность интервалов в единицах, меньших чем 1 сутки. Часами определяют точный градус поворота Земли, и координируют положение объекта относительно 1 земных суток.

По состоянию на апрель 2015 года самыми точными часами, являются атомные часы, созданные в Национальном институте стандартов и технологий США. Погрешность составила лишь одну секунду в 15 миллиардов лет. В качестве одного из возможных применений часов указывалась релятивистская геодезия, основная идея которой — использование сети часов в качестве гравитационных датчиков, что поможет провести невероятно детальное трёхмерное измерение формы Земли. Атомные часы, являются важнейшим прибором в навигации для координирования, где используют градусы и единицы измерения в минутах и секундах, для уточнения положения объекта.

1 час (360 / 24ч.) = 15°

1 минута (360 / 1440мин.) = 0,25°

1 секунда (360 / 86400сек.) = 0,0041666666666667°

Люди придумали часы, для систематизации и организации процессов жизнедеятельности на Земле, и разбили на интервалы в единицах: 24 часа = 1440 мин. = 86400 сек., относительно продолжительности нашей жизни и вращения Земли.

Думаю с часами и временем разобрались, а также теперь более понятно, что такое Мир в определении физики, где всё относительно времени, или как сказал А.Эйнштейн "Всё в Мире относительно". Теперь мы можем двигаться дальше, смело утверждая: Время - это гравитация между двумя относительными положениями твёрдых тел, при переходе материи с одного состояния в другое.

Фото телескопа Хаббл:  Формирование Галактики М82 и модель появления Бозона Хиггса, в результате столкновения двух протонов.
Фото телескопа Хаббл: Формирование Галактики М82 и модель появления Бозона Хиггса, в результате столкновения двух протонов.