Čtyřrozměrný prostor

Dnes každý školák ví, že prostor, ve kterém člověk existuje, je trojrozměrný, to znamená, že má tři rozměry: délku, šířku a výšku. Ale co je čtyřrozměrný prostor? Pokud zkoumáme nejen prostorovou polohu těla, ale také to, jak se mění v čase, tj. Procesy, které se vyskytují v trojrozměrný prostor, existuje ještě jedna koordinace - čas. Čtyřrozměrný prostor a skládá se ze tří prostorových a jednorázových souřadnic. V tomto případě fyzici a filozofové mluví o jediném časoprostoru. Čas a prostor jsou propojeny. V podstatě se projevují jako různé strany čtyřrozměrného prostoru-času.

Čtyřrozměrný prostor jako jednota prostoru a času má zajímavou vlastnost, která je důsledkem teorie relativity A. Einstein. Spočívá ve skutečnosti, že s rychlostí těla blížícího se k světlu, čas plyne pomaleji na něj a samotné tělo se snižuje.

Představit si, že takový čtyřrozměrný prostor není dost snadný. Když jsme šli do školy geometrické tvary, neměli žádné zvláštní obtíže - byly dvourozměrné (měly šířku a délku). Bylo obtížnější kreslit a reprezentovat trojrozměrné postavy - kužele, pyramidy, válce a další. A představit si čtyřrozměrné postavy je docela obtížné i pro matematiky a fyziky.

Samozřejmě je třeba koncept "čtyřrozměrného prostoru" zvyknout. Fyzikoví teoretici aplikují koncept čtyřrozměrného prostoru-času jako nástroj ve výpočtech, vyvíjejí v tomto světě čtyřrozměrnou geometrii.

Teorie A. Einsteina říká, že gravitační těla přispívají k zakřivení čtyřrozměrného prostoru-času kolem sebe. Není snadné si představit "obvyklý" prostorový čas a zkroucený je ještě obtížnější. Ale fyzikové-teoretici nebo matematici si nemusí představovat nic. Zakřivení pro ně znamená změnu geometrických vlastností těles nebo obrázků. Například, obvod se odkazuje na jeho průměr v rovině jako 3.14 a na zakřiveném povrchu to není tak úplně. Možnost zakřivení čtvrtý rozměr teoretizoval na počátku devatenáctého století, ruský matematik Nikolai Lobachevsky. V polovině devatenáctého století, německý matematik Riemann začaly objevovat „zakřivené“ prostor nejen třech rozměrech, ale čtyři, a pak libovolný počet rozměrů. Od té doby se geometrie zakřiveného prostoru nazývá non-Euclidean. Zakladatelé neeuklidovské geometrie nevěděli přesně, za jakých podmínek by jejich geometrie mohla být užitečná. Matematický aparát, který vytvořili, byl následně použit při formulaci obecné teorie relativity (obecná teorie relativity).

A. Einstein poukázal na zajímavý vliv na čas: v silném gravitačním poli čas plyne pomaleji, než je mimo něj. To znamená, že čas na slunci bude pomalejší, než na Zemi, protože gravitační síla Slunce je mnohem větší než síla zemské gravitace. Ze stejného důvodu hodiny v určité výšce nad Zemí jdou trochu rychleji než na povrchu naší planety.

Velký význam pro celý vědy mají vědci otevřít vlastnosti času, jak zpomalení jeho okolí neutronové hvězdy, zastavit čas v „černých děr“, hypotetickou možnost „přechodu“ v prostoru a čase na opačný proces.

Mimo těžiště se volá volné místo - prostředí, ve kterém se nachází gravitační síla na těle nebo vůbec ne, nebo působí velmi slabě ve srovnání s gravitací Země. Hvězdy jsou ve vesmíru a většina z nich je volným prostorem.