Искривление пространства-времени (для понимания не пространства и времени, все не так) или путешествие в гравитационную реальность – возможно такое или нет? Или все это лишь фантазии физиков, да писателей-фантастов? Так вот искривление пространства-времени – это фундаментальная концепция, лежащая в основе общей теории относительности Альберта Эйнштейна (видимо, так или пока так? Потому что сегодня уж слишком много вопросов уже возникло в ученом мире по этому поводу, а точнее по теории относительности). Говорят, что она радикально изменила наше понимание гравитации, перевернув представление о ней как о силе, действующей между объектами, и представив ее как результат деформации самой ткани пространства и времени. Ну, по итогу пусть так и будет, коль говорят ученые мужи, причем там за рубежом. Но можно в этом плане поговорить о революции в понимании гравитации. Рассмотрим на всем нам знакомом простом примере от Ньютона к Эйнштейну. Пусть будет так. Вот до Эйнштейна доминировала ньютоновская теория гравитации, описывающая ее как силу, действующую мгновенно на расстоянии между двумя массами (здесь все понятно). Эта теория успешно объясняла многие явления, такие как движение планет вокруг Солнца (помните такое или нет? Хотя в школе этого и не проходили, но кто-то мог интересоваться, потому как в библиотеках все это было и есть).
Ну, а Эйнштейн, в свою очередь, предложил совершенно иную картину (картиночку). Он объединил пространство и время в единую сущность – пространство-время (именно так, а не иначе), и утверждал, что гравитация – это не сила, а проявление искривления этой самой ткани пространства-времени под воздействием массы и энергии. Ну, а как все это работает? Представим себе батут (об этом примере часто и многие говорят). Это нужно, чтобы понять концепцию искривления пространства-времени. Вот перед нами натянутый батут, представляющий собой пространство-время. Если положить на него тяжелый шар (например, планету Земля), он прогнется, создавая впадину. Если теперь пустить по батуту маленький шарик (как пример, болид или астероид), он будет двигаться не по прямой линии, а по кривой, следуя контуру впадины, созданной большим шаром (это земля, как мы помним). В этой аналогии большой шар (Земля) представляет собой массивный объект, искривляющий пространство-время, а маленький шарик (болид или астероид) – это объект, движущийся в этом искривленном пространстве-времени. Его траектория кажется искривленной, потому что он следует геометрии искривленного пространства-времени.
Про геометрию то еще помните, не забыли? Ну, тогда перейдем этак тихонько к математике (не путать с арифметикой). Все это нужно, чтобы понять уравнение Эйнштейна, если получится? Итак, продолжим рассуждать в этом направлении, где искривление пространства-времени будет описываться сложными математическими уравнениями, известными как уравнения поля Эйнштейна (нет, а как иначе то, других то сравнений как бы и нет, или все же были?). Тогда эти самые уравнения связывают геометрию (помните про такой предмет) пространства-времени (описываемую тензором кривизны Риччи, не путать с новизной) с распределением массы и энергии (описываемым тензором энергии-импульса). А вот решение этих уравнений позволяет предсказывать гравитационные эффекты, такие как (такая тема) – отклонение света гравитацией, гравитационное замедление времени и гравитационные волны. В этом случае нужно понимать последствия и применения от космологии до технологий. А вот концепция искривления пространства-времени имеет далеко идущие последствия и применяется в различных областях, как пример, в космологии, позволяя нам понимать эволюцию Вселенной, астрофизике, где искривление пространства-времени играет огромную ключевую роль в понимании поведения черных дыр, нейтронных звезд и других экстремальных астрофизических объектов.
Да и в технологиях, где можно увидеть или уловить (при наличии новых технологий) гравитационное замедление времени при учете точной навигации, как при мер, в системах GPS. В будущем, понимание искривления пространства-времени может привести к разработке совершенно новых технологий, таких как гравитационные двигатели или устройства для манипулирования гравитацией. И, что далее? Ну, а далее мы все улетим на другие планеты, которых огромное количество во Вселенной (как оказалось). А впереди исследования будущего – это квантовая гравитация и все то, что за ее пределами. Поэтому сегодня огромными темпами ведутся научные работы в области квантовой гравитации, именно которая и объединила бы общую теорию относительности с квантовой механикой, но все это пока остается одной из самых больших проблем современной физики. Общая теория относительности прекрасно описывает гравитацию на макроскопических масштабах, в то время как квантовая механика описывает поведение частиц на микроскопических масштабах. Однако, когда ученые пытаются применить общую теорию относительности к очень малым масштабам, например, внутри черной дыры или в момент «Большого взрыва» (нам про него все время рассказывают, но ничего не показывают.
Видимо, это большая тайна для народа?), возникают противоречия (и сингулярности). Квантовая гравитация может легко разрешить эти противоречия, квантуя гравитационное поле, подобно тому, как электромагнитное поле квантуется в квантовой электродинамике. Но, гравитация оказывается гораздо более сложной для квантования, чем другие силы. И здесь появляется «на горизонте» та самая «Теория струн» – помните про такую теорию, про которую так много рассказывали на закате науки в эпоху СССР? Теория струн и петлевая квантовая гравитация являются двумя наиболее перспективными направлениями для теории квантовой гравитации. Обе теории предлагают радикально новые представления о природе пространства-времени и материи. Тема эта довольно масштабная и в одной статье невозможно рассказать все основы для понимания. Но кратко осветить это можно. Теория струн (как расширенное понимание микромира) – предсказывает существование дополнительных измерений пространства-времени, которые свернуты на очень малых масштабах. Она также предполагает, что все фундаментальные частицы – это не точечные объекты, а крошечные вибрирующие струны.
Ну, а петлевая квантовая гравитация (и частицы времени) – квантует само пространство-время, представляя его как сеть взаимосвязанных петель. Она предполагает, что пространство-время не является непрерывным, а состоит из дискретных квантов. В этом случает, но это пока – обе теории сталкиваются с серьезными математическими и концептуальными трудностями, и пока нет экспериментальных данных, которые могли бы подтвердить или опровергнуть их. Однако, они продолжают вдохновлять ученых всего мира и предлагать все новые и новые идеи о природе гравитации и самой Вселенной. А вдруг мы на пороге новых открытий и времени, где уже появляется некая философская направленность мысли о природе пространства и времени? И это ставит под сомнение наши интуитивные представления о пространстве и времени, как о чем-то абсолютном и неизменном. Общая теория относительности показывает, что пространство и время – это динамические сущности, которые могут деформироваться и изменяться под воздействием массы и энергии. Это означает, что геометрия пространства-времени не является фиксированной, а зависит от распределения материи во Вселенной. Более того, общая теория относительности предполагает, что пространство и время не являются независимыми друг от друга, а образуют единую сущность – пространство-время. Это означает, что мы не можем говорить о пространстве без времени и наоборот. Такая идея.
Все размещённые фотографии для этого поста не имеют отношения к теме о моих размышлениях. Это просто красивые фотографии о нашей удивительной природе Южного Урала в России. Ну, а жанр – пейзаж. А поскольку красота, показанная на моих фотографиях – основа любого творчества, значит, все эти фотографии здесь идеально подходят, чтобы любоваться ими, читая этот пост. И, прочитав, не забудьте, друзья, написать что-нибудь в комментариях, тема очень интересная и философская нам творческим людям. Особенно тем, кто имеет непосредственное отношение к творчеству, а это фотографы и художники, поэты и прозаики, музыканты и просто все те, кто любит музыку и духовные практики. Всем желаю счастья и гармонии в своей жизни. Принимайте творчество таким, какое оно есть в вашем восприятии при жизни. Берегите себя, занимайтесь творчеством, живите долго, весело и постигайте философию переосмысления, просветление и любовь.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ: Оригинальные фотографии по теме – Пейзаж. Любой кадр – это, как некая страница из мечты или отражение в абстрактном зеркале природного явления. Каждая фотография имеет свой окрас, свою энергетику для многих из нас. В этот миг происходит магическое действие природы, оставив след. След, который остается не только в природе и времен, но и в душе. Все фотографии были сделаны в формате «Горизонтальный». Этот формат у фотографов не является как бы «стандартным», но многие его используют для своего творчества. Что очень красиво, если посмотреть по сторонам, а увидеть можно много интересного вокруг. Фотографии все кликабельны, их можно увеличивать при желании. Это моя творческая публикация, как автора на блокчейн платформе. Камера на смартфоне Redmi Note 12 Pro+ (в работе очень удобная).
