Чотиривимірний простір
Відео: На що здатна людина в 4 вимірі ?!
Сьогодні кожному школяреві відомо, що простір, в якому існує людина, трехмерно, тобто у нього є три виміри: довжина, ширина і висота. Але що такоечетирехмерное простір? Якщо ми будемо досліджувати не тільки просторове положення тіла, але і те, як воно змінюється в часі, тобто процеси, які відбуваються в тривимірному просторі, з`являється ще одна координата - час. Чотиривимірний простір і складається з трьох просторових і однієї тимчасової координати. В цьому випадку фізики і філософи кажуть про єдиний просторово-часовому континуумі. Час і простір взаємопов`язані між собою. По суті, вони проявляються як різні сторони чотиривимірного простору-часу.
Відео: 4D фігури
Чотиривимірний простір як єдність простором і часом має цікаву властивість, що є наслідком теорії відносності А. Ейнштейна. Воно полягає в тому, що з наближенням швидкості тіла до світлової на ньому повільніше плине час, а саме тіло зменшується в розмірах.
Відео: чотиривимірному просторі
Уявити собі таке чотиривимірний пространстводостаточно непросто. Коли ми в школі малювали плоскі геометричні фігури, то не відчували ніяких особливих труднощів - вони були двовимірні (мали ширину і довжину). Складніше було малювати і представляти тривимірні фігури - конуси, піраміди, циліндри та інші. А уявити чотиривимірні фігури досить важко навіть математикам і фізикам.
Звісно, до поняття «чотиривимірний простір» необхідно звикнути. Фізики теоретики застосовують поняття про чотиривимірному просторі-часі як інструмент в розрахунках, розвивають в цьому світі чотиривимірну геометрію.
Відео: Лекція 6.4 | Чотиривимірний простір-час. Частина 2 | Олександр Чірцов | Лекторіум
Теорія А. Ейнштейна говорить про те, що гравітаційні тіла сприяють викривлення навколо себе чотиривимірного простору-часу. Непросто наочно уявити «звичайне» простір-час, а викривлене - ще важче. Але фізику-теоретику або математику і не потрібно нічого уявляти. Викривлення для них означає зміна геометричних властивостей тіл або фігур. Так наприклад, довжина кола відноситься до її діаметру на площині як 3,14, а на викривленій поверхні це не зовсім так. Можливість викривлення чотиривимірного простору теоретично припустив на початку дев`ятнадцятого століття російський математик Н. Лобачевський. У середині дев`ятнадцятого століття німецький математик Б. Ріман почав досліджувати «викривлені» простору не тільки трьох вимірів, але і чотирьох, і далі з будь-яким числом вимірів. З тих пір геометрію викривленого простору називають неевклідової. Засновники неевклідової геометрії не знали точно, в яких умовах може стати в нагоді їх геометрія. Математичний апарат, який вони створили, згодом був використаний при формулюванні ОТО (Загальної теорії відносності).
А. Ейнштейн вказав на цікавий ефект, що стосується часу: в потужному полі тяжіння час буде текти повільніше, ніж поза ним. Це означає, що час на Сонці буде йти повільніше, ніж на Землі, так як сила тяжіння сонця істотно більше, ніж сила тяжіння Землі. З цієї ж причини годинник на певній висоті над Землею йдуть трохи швидше, ніж на поверхні нашої планети.
Велике значення для усієї науки мають такі відкриті вченими властивості часу, як уповільнення його поруч з нейтронними зірками, зупинка часу в «чорних дірах», гіпотетична можливість «переходу» часу в простір і зворотного процесу.
Поза полем тяготеніяпоявляетсятакназиваемоесвободное простір - середовище, в якій сила тяжіння на тіла або зовсім не діє, або діє дуже слабо в порівнянні із земною вагою. Зірки знаходяться в космічному просторі, і більша його частина є простір вільний.
