Физика на пальцах. Для детей и родителей, которые хотят объяснять детям67

Теория относительности Эйнштейна – наиболее известная широкой публике физическая теория. Хотя она не самая странная и не самая сложная. Квантовая механика и посложнее, и постраннее будет. Но именно про теорию относительности

в общих чертах имеют представление почти все от мала до велика. Сейчас это представление поимее-те и вы, вне зависимости от того, малый вы или великий...

По-хорошему про данную теорию нужно писать отдельную книгу – со схемами и графиками, но нам сейчас придется ограничиться только отдель-ными выводами из теории относительности. Они весьма нетривиальны.

Эйнштейн показал, что при приближении к скоро-сти света масса тела растет (об этом мы уже зна-ем), линейные размеры тела сокращаются (оно становится короче), а время для него замедляется. Что означает последний факт? Он означает, что все процессы для этого тела текут медленнее – при взгляде со стороны, разумеется. Так, если на звез-долете, передвигающемся с околосветовой скоро-стью, проходит минута, то на Земле могут пройти годы или даже столетия.

Но это еще не все странности. Эйнштейн трактует гравитацию как искривление пространства и за-медление времени. Иными словами, то, что мы принимаем за тяготение, то есть стремление тел притянуться к Земле, есть просто побочный эф-фект кривого пространства. Наиболее наглядная картинка, которую можно вообразить, чтобы это понять, такова.

Представьте себе ровно натянутую и разлинован-ную в клеточку резиновую поверхность – это пространство без гравитирующих масс. Все линии

и углы тут прямые. Мы имеем модель двумерной поверхности, то есть плоскость – на плоскости есть только ширина и длина, но нет высоты. Неве-сомый шарик (фотон) будет катиться по этому прямому плоскому пространству прямолинейно. Такое прямое пространство называется эвклидо-вым в честь греческого геометра Эвклида.

Если теперь на эту плоскость положить массивный шар в виде тяжелой планетки, резиновая поверх-ность прогнется. Нарисованные на поверхности ли-нии и углы растянутся и искривятся, причем чем ближе к шару, тем больше. И если снова запустить по этой резине какой-нибудь маленький пробный шарик, прямая траектория его движения неподале-ку от тяжелого шара изогнется вслед за изогнутой поверхностью резины, а если скорость шарика не-велика, он может вообще скатиться в прогнутую большим шаром ямку. Как бы притянется к нему. Но это «притяжение» лишь есть следствие изогну-тости нашего двумерного пространства.

То же самое происходит и с нашим трехмерным пространством, просто его искривление предста-вить себе не так просто, как искривление двумер-ной поверхности, то есть плоскости.

Таким образом, каждая масса в нашем мире, начиная от самых легких частиц до самых тяжелых звезд и га-лактик, формирует вокруг себя искривление простран-ства, которое перестает быть прямым, эвклидовым.

Искривленное двумерное (плоское) пространство, двигаясь по которому пробный шарик попадает в яму изогнутого пространства.

Скачано с www.znanio.ru