Hendrix San
декабрь 2016.
5526

Объясните физический смысл реализации искривления пространства-времени посредством массы. Каким именно образом тело искривляет пространство вокруг?

Ответить
Ответить
Комментировать
0
Подписаться
1
6 ответов
Поделиться

Вот замечательная визуализация искривления пространства-времени (которую к тому же можно прекрасно реализовать в домашних условиях, натянув простыню). Думаю, она будет хорошим дополнением к ответам выше.

https://www.youtube.com/embed/EIEOGoBA4FA?wmode=opaque

3
-2
Прокомментировать

Внесение массивного тела меняет расстояние между любыми точками пространства.

Общая теория относительности задается уравнением Эйнштейна. Оно связывает в одно уравнение кривизну пространства (описываемую тензором Риччи) и тензор энергии-импульса (релятивистское обобщение понятия массы).

Изменение одного влияет на другое и наоборот.

Тела в ОТО двигаются по наикратчайшему пути (геодезической). В пустом пространстве геодезическая это прямая линия. В пространстве с массивным объектом это некоторая кривая.

Внесение массы в пустое плоское пространство приводит к тому, что расстояние между любыми двумя точками меняется (через уравнение Эйнштейна) и, соответственно, меняется форма геодезической, по которой будет двигаться пробное тело. Изменение расстояния и есть искривление пространства, и воспринимается нами как гравитационная сила.

Визуально можно разлиновать резиновый лист и поместить на него тяжелый шар. Мы увидим, что квадраты находящиеся близко к шару стали больше (пространство растянулось) a сумма углов у треугольников на поверхности перестала быть равным 180 градусов (пространство искривилось, теорема Пифагора нарушилась). Наикратчайший путь между точками перестанет быть прямой линией. Появилась "гравитация".

2
-1

Ответ хороший, спасибо, конечно. Но всё таки не ясно как именно массивное тело заставляет искривиться пространство-время. Реализация, например, искривления времени мне ясна, и может из-за того, что время и пространство в ОТО - это две стороны одной медали, то и вместе со временем искривляется пространство. А вообще хотелось бы уяснить, пространство-время, что это? Неужели оно всё покрыто координатной сеткой? Каков его физический смысл и как оно взаимодействует с полями?

+1
Ответить

Пространство-время, как в ОТО так и в СТО,  математические представляет собой гладкое многообразие (поверхность). Локальные свойства поверхности описываются метрическим тензором (метрикой), который задает каким является функция растояния между любыми двумя обьектами. Внесение массы или энергии меняет тензор энергии-импульса (правая часть уравнений эйнштейна). Что-бы уравнение оставалось верным, метрика тоже должна измениться. это приводит к тому, что вид функции растояния тоже меняетcя.  пробное тело это почувствует как гравитацию, тк как оно обязано двигаться по геодезической (кратчайшему растоянию).

0
Ответить

Недоумение у большинства людей вызывает расхожая иллюстрация искривления пространства-времени, которая, на мой взгляд, весьма неудачная. В этой иллюстрации массивное тело образует "воронку" в пространстве (время наглядно изобразить сложнее), куда "скатывается" притягиваемое тело. И такая иллюстрация только уводит от истины. А связано это с тем, что пространство вблизи Земли (и даже Солнца) искривляется весьма слабо по сравнению со временем. Траектории планет в пространстве выглядят как эллипсы, а не как прямые, хотя мы смотрим на них изнутри искривлённого мира. Такое существенное отличие геодезических линий от прямых в пространстве объясняется тем, что за гравитацию ответственно, в основном время, оно сильно искривлено (замедляется вблизи массивных тел)! Вблизи массивных тел время течёт медленнее (одно из проявлений искривления). Луна, скажем, покоится или движется равномерно и прямолинейно. В той части Луны, которая ближе к Земле, время замедлилось. Но Луна - неделимое небесное тело, поэтому все её части проходят одинаковый путь. Следовательно, ближняя к Земле часть Луны начинает испытывать ускорение (поскольку тот же путь стремится пройти за меньшее время), причём эта сила направлена в сторону источника замедления времени, т.е. к Земле. В этом суть гравитации.

+1
Ответить
Прокомментировать

Этот ответ написан и доступен на

Этот ответ написан и доступен на Яндекс Кью

Легко. Представьте себе водяную воронку, это и будет модель тяготеющего тела. Масса непрерывно поглощает пространство, которое, непрерывно двигаясь в направлении массы, увлекает с собой менее массивные тела. Отсюда эквивалентность гравитационных и инерционных масс, отсюда гравитационное замедление времени и вообще все прочие фокусы Энштейна. Парадокс щелевого эксперимента тоже, к слову сказать, отсюда. М-да. Так что не переживайте, пресловутое искривление просто эффект "втекания" пространства внутрь массивной точки. Являющейся, в свою очередь, микрочерной дырой, в которой метрические дискреты Планка исчезают навсегда, словно, э-э, оно самое в унитазе.

0
0
Прокомментировать

Этот ответ написан и доступен на

Этот ответ написан и доступен на Яндекс Кью

Каждая реальную систему характеризует собственное пространство и время, возникающие в момент её рождения. Искривление пространства вполне может быть объяснимо с этой точки зрения. Пространство одной системы находится в пространстве другой и воспринимается как искривление пространства последней. Искривление пространства - понятие на самом деле из математической теории. Нет философской и физической сущности у данного понятия.

0
0
Прокомментировать
Читать ещё 1 ответ
Ответить
Читайте также на Яндекс.Кью
Читайте также на Яндекс.Кью