ЧЕТЫРЁХМЕРНОЕ ПРОСТРАНСТВО-ВРЕМЯ
Преобразование
Лоренца, которое стало необходимым для того, чтобы ограничить возрастание
скорости тела скоростью света привело к тому, что длины отрезков и промежутки
времени в разных системах отсчёта стали иметь различные значения, т.е. стали
относительными величинами. Таким образом, плоскопараллельное пространство, для
которого существенное значение имело инвариантность расстояний между его
точками и длительности движений стало не удовлетворять фактам мира, в котором верхнее значение скорости
движения тел ограничено скоростью света. Минковский и Эйнштейн посчитали, что
трёхмерное пространство и время в отдельности не существуют и что реальный мир
является четырёхмерным. Для этого они объединили трёхмерное евклидово
пространство со временем в четырёхмерное пространство, взяв в качестве
четвёртой оси системы координат расстояние, которое свет проходит за время t. Получив, таким образом, плоскопараллельное
четырёхмерное пространство, они нашли, что в нём при преобразовании Лоренца не изменяющейся величиной является
величина, названная ими интервалом между событиями:
где - расстояние между
точками обычного трёхмерного
пространства.
Основываясь на
аналогии интервала между событиями четырёхмерного пространства-времени и
расстояния между точками трёхмерного пространства, Эйнштейн переписал все
законы динамики и электродинамики в четырёхмерный вид. В формулах этих законов
появилось выражение , интерпретированное им как внутренняя энергия тела с массой m и
породившее новую область физики – ядерную физику.
В специальной и в общей теориях относительности Эйнштейн
видоизменил понятие плоскопараллельного пространства. Он объединил его со
временем в четырёхмерное пространство и затем, обнаружил в своих вычислениях,
что это четырёхмерное, так называемое пространство-время, необходимо искривить
вокруг тяготеющих масс. Таким образом, мы имеем, что по второму закону Ньютона сила появляется при
отклонении от равномерного и прямолинейного движения в плоскопараллельном
пространстве. Теперь же согласно уравнениям Эйнштейна гравитационная сила
появляется в результате отклонения от плоско параллельности пространства.
Желающим изучить
специальную теорию относительности необходимо приучить себя мыслить образами не
реального пространства, а образами четырёхмерного пространства-время событий,
добавляя к осям трёхмерного плоскопараллельного пространства ось пути
пройденного лучом света за промежуток времени от начального события.
Здесь не
ставится цель изучения специальной теории относительности. Все её достижения, в
том числе формула эквивалентности массы и энергии будут интерпретированы на
основе другой философии в обычном трёхмерном пространстве.
См.
далее Тензоры