Таким образом, пространство и время взаимосвязаны и представляют собой единый 4-х мерный пространственно-временной континуум.
Положение точки в пространстве можно задать тремя числами – координатами (x, y, z). Нечто произошедшее с ней можно охарактеризовать временем, когда это случилось, т.е. четвертой координатой. Все 4 координаты взаимосвязаны, поэтому изменения пространства вызывают изменение времени (длина < → время замедляется).
Связь пространства и времени становится заметной только при скоростях, близких к скорости света.
· Общая теория относительности (ОТО, создана в 1916 г.)
Эйнштейн хотел найти универсальный закон природы, справедливый не только для инерциальных, но и для неинерциальных систем. Так возникла ОТО.
Постулаты ОТО:
Ø Эквивалентность инерционной и гравитационной масс: физические процессы в гравитационном поле неотличимы от аналогичных явлений при соответствующем ускорении.
Например:
а) если ракета взлетает с ускорением 2 g (g – ускорение свободного падения), то ее экипаж будет чувствовать себя так, будто он находится в удвоенном поле тяжести Земли;
б) если обрывается канат лифта, и пассажиры находятся в нем в состоянии свободного падения, то они не смогут определить, находится ли лифт в поле тяготения, или же он движется в отсутствие сил тяготения.
Ø Принцип общей относительности : все физические законы одинаковы в любых системах отсчета – и в инерциальных, и в неинерциальных.
Основные положения ОТО (следствия постулатов):
1. Тяготение – это искривленность пространственно-временного континуума. В присутствии массивных тел искривляется все пространство-время.
Пример, иллюстрирующий это положение:
Если маленький металлический шарик пустить по натянутой резиновой пленке, его траектория будет в виде прямой линии:
Если же на тонкую пленку положить груз (пленка прогнется), то шарик будет двигаться по криволинейному пути, и чем > масса груза (а → > глубина прогиба), тем «кривее» будет траектория шарика.
Шарику можно придать такую скорость, что он начнет вращаться вокруг груза, как планета вокруг Солнца на орбите.
В искривленном пространстве-времени не применяется знакомая вам со школы геометрия Евклида (она справедлива только на плоскости).
Например, т.н. «5-й постулат» Евклида: из одной точки на плоскости можно провести только одну прямую, параллельную данной (к-рая не будет пересекаться с ней).
Следствие: сумма углов треугольника = 180˚.