събота, 18 април 2015 г.

ФОРМАТА НА ВРЕМЕТО…….

Общата теория на относителността комбинира времевото измерение с трите измерения на пространството образувайки това, коетo се нарича пространство-време . Теорията включва и ефекта на гравитацията, като казва, че разпределението на  материята и енергията във Вселената изкривява и деформира пространство-времето, така че то не е плоско. Обектите в това пространство-време опитват да се движат по прави линии, но тъй като пространство-времето е изкривено, пътищата им се оказват огънати.. Те се движат, като че ли повлияни от гравитационно поле.
Като груба аналогия, която не бива да се възприема твърде буквално, си представете един лист от гума. Може да поместим една голяма топка върху листа, която да представлява Слънцето. Тегло­то на топката ще набляга върху листа и в резултат той ще се огъ­не близо до Слънцето. Ако сега някой търкулне малки топчета от сачмен лагер по листа, те няма да се търкалят по права линия до другия край, а вместо това ще тръгнат около тежката топка като планети, обикалящи около Слънцето.
Аналогията е непълна, защото в нея само едно двумерно сечение на пространството (повърхнината на гумения лист) е изкривено, а времето е останало несмутено, както е в Нютоновата теория. В теорията на относителността обаче, която се съгласува с огромен брой експерименти, времето и пространството са неотделимо преп­летени. Никой не може да изкриви пространството, без да въвлече в това и времето. Така че времето има форма. Чрез изкривяването на пространството и времето общата теория на относителността ги променя от пасивен фон, на който се разиграват събитията, до активен, динамичен участник във всичко, което се случва. В Нюто­новата теория, където времето съществува независимо от всичко друго, човек би могъл да попита: Какво е правел Бог, преди да създа­де Вселената? Както казва Свети Августин, човек не трябва да се шегува с този въпрос, както онзи, който отговорил: „Той приготвял ада за онези, които си пъхат носа твърде дълбоко в подобни въпро­си.“ Това е сериозен въпрос, над който хората са размишлявали през вековете. Според Свети Августин, преди да направи небето и земя­та, Бог не е правел нищо. фактически това е много близо до модер­ните идеи.

В общата относителност, от друга страна, времето и прост­ранството не съществуват независимо от Вселената или едно от друго. Те са дефинирани чрез измервания вътре във Вселената, такива като броя на вибрациите на кварцов кристал в часовник или дължината на измерителна линия. Съвсем разбираемо е, че бремето, дефинирано по този начин вътре във Вселената, трябва да има минимална или максимална стойност - с други думи, начало или край.
Не би имало смисъл да питаме какво се е случвало преди началото или след края, защото такива времена не биха били дефинирани.
От изключителна важност беше да се реши въпросът дали ма­тематическият модел на общата относителност предсказва, че Все­лената и самото време трябва да имат начало или край. Общ пред­разсъдък между физиците теоретици, включително и Айнщайн бе да се смята, че времето трябва да бъде безкрайно и в двете посоки. В противен случай възникваха неудобни въпроси за създаването на Все­лената, които, както изглеждаше са извън областта на науката. Бя­ха известни решения на уравненията на Айнщайн в които времето има начало или край, но всички те бяха много специални с висока сте­пен на симетрия. Предполагало се е, че в реално тяло колапсиращо под собствената си гравитация, налягането или напречните скорос­ти биха възпрепятствали съвместното срутване на цялата материя в точка в която плътността би била безкрайна. Аналогично, ако ня­кой проследеше разширяването на Вселената назад във времето той би установил, че материята на Вселената не се е появила цялата от една точка с безкрайна плътност. Такава точка с безкрайна плътност бе наречена сингулярност и тя би представлявала начало или край на времето. През 1963 г. двама руски учени, Евгений Лифшиц и Исак Халатников, обявиха за тяхното доказателство, че всичките решения на Айнщайновите уравнения със сингулярност имат специално разпреде­ление на материята и скоростите. Вероятността решението пред­ставящо Вселената, да има това специално разпределение практичес­ки бе нула. Почти всички решения, които могат да представят Все­лената, биха били без подобни сингулярности с безкрайна плътност. Това би означавало, че преди ерата през която Вселената се е разширявала е трябвало да има предишна фаза на свиване през времето на която всичката материя се е свивала като цяло, но не е успяла да се сблъска със себе си раздалечавайки се отново в сегашната фаза на разширение. Ако случаят бе този, времето би продължавало вечно - от безкрайното минало към безкрайното бъдеще.
Не всички бяха убедени от аргументите на Лифшиц и Халатников. Вместо това Роджър Пенроуз възприе друг подход, основан не върху детайлно изследване на решения, а върху глобалната структура на пространство-времето. В общата относителност пространство-времето се изкривява не само от масивните обекти, но също и от енергията в него. Енергията винаги е положителна та­ка, че тя дава на пространство-времето кривина, която огъва пътищата на светлинните лъчи един към друг.

До следващия път……..


НИКОЛАЙ НИКОЛОВ…..

Няма коментари:

Публикуване на коментар

Забележка: Само членове на този блог могат да публикуват коментари.