вторник, 3 януари 2012 г.

Луди размисли за Вселената


Пространството е изкривено 
(превод от един сайт)

     И какво произлиза от всичко това, че пространството било изкривено? Помислете внимателно за начина, по който накарахме да изчезнат краищата на Вселената. Ако пространството е право (като права линия, която се разпростира към безкрайността, без ни най-малко да се отклонява от пътя си), тогава имаме проблем. Нашето виждане работи, защото позволяваме на пространството да се изкривява.

     В една едноизмерна вселена, ако пространството е право, то вселената е оформена като безкрайно дълго, едноизмерно парче спагети. С цел да съберем краищата, ние трябва да позволим на пространството да се изкриви. Как ще го направим? Ще изкривим пространството като позволим на едноизмерната права линия да се изкриви в (двуизмерен) кръг; той се извива в двуизмерно пространство. Това е сърцевината на модела, затова запомнете го внимателно и се уверете, че се чувствате удобно с него.
  
     Това ще засегне ли по някакъв начин нашия приятел – едноизмерната мравка? Съвсем не! Защото мравката може да възприеме единствено своето едно измерение, тя не осъзнава, че светът й е изкривен. От нейна гледна точка пространството се простира плоско пред нея. Представете си, че едноизмерните мравки са развили велика цивилизация и проявяват любопитство по отношение на геометрията на вселената. Те са постоили огромни телескопи и изобретили космически ракети, които летят много бързо. Дори телескопите им да са достатъчно чувствителни и да могат да проникнат в дълбините на вселената (гледайки през кръг, формиран от гумена лента), те няма да намерят тухлената стена, маркираща края на вселената, а евентуално ще могат да провидят  целия кръгов път и да видят самите себе си (задната част на главите им)! А ако се качат на ракети и пътуват надалече през гумената лента, те биха могли евентуално да приключат пътуването си у дома, без изобщо да са се обръщали! Това би могло да бъде доста смущаващо за едноизмерните мравки, но за нас, триизмерните същества, това обяснение  е изцяло ясно. И понеже мравките не могат да излязат извън губената лента и да я видят, те не могат да разберат, как така тя има кръгла форма.

     В двуизмерна вселена, ако пространството е право, то вселената е оформена като безкрайно дълъг, двуизмерен плосък лист хартия. Как изкривяваме това пространство? Изкривяваме го, като позволим на двуизмерната плоска повърхнина да се извие в (триизмерна) сфера; листът се изкривява в триизмерно пространство (формирайки повърхността на сфера). Отново, помислете внимателно върху това и се уверете, че ви е удобно с тази представа.


Към картинките: Мравките изследват равнини с нулево (горе), положително (по средата) и отрицателно (долу) изкривяване. Трите повърхности приличат на лист хартия, на кълбо и на седло. От мравешка перспектива изглежда, че те винаги пътуват по паралелни линии върху плоски повърхности.


     Дали това ще засегне по някакъв начин нашия приятел, двуизмерната мравка, която живее върху лист хартия? Съвсем не! Понеже мравката може да възприеме само своите две измерения и не подозира, че светът й е изкривен. От нейна гледна точка пространството се простира пред нея плоско като Средния Запад (плоско и безкрайно). Представете си, че двуизмерните мравки са създали велика цивилизация и са започнали да проявяват любопитство по отношение на вселенската геометрия (гледайки по циркумференцията на сфера, формирана от балон), те биха могли евентуално да видят целия сферичен път и да се видят себе си! Ако се качат на космически ракети и пътуват през сферата, биха могли да се върнат вкъщи без изобщо да са се обръщали! За нас, триизмерните творения, обяснението е перфектно ясно. 

     Но, да повторим, понеже мравките не могат да излязат извън повърхността на сферата и да я видят, те не могат да разберат как тя би могла да е сферична по форма.
Това не ви ли напомня на аргументите от петнадесети век, според които Колумб би трябвало да изпадне от ръба на Земята, когато плавал на Запад? (мои думи – а той, ако беше обиколил Земята, би се върнал обратно вкъщи – също като двуизмерната мравка!)



Към картинката: Безстрашните мравки изследват своята двуизмерно изкривена вселена. Тъй като светлината следва кривата на пространството, техните прожектори и телескопи следват синьоизвитата светла пътека, а не червената права линия. Поради това те не осъзнават, че тяхното пространство е изкривено. Тези отделни мравки понастоящем изследват местно изкривяване на пространството, образувано покрай свръх-плътен обект (може би черна дупка), а не проследяват изкривяването на пространството на своето си пространство, но приложеният принцип е еднакъв за всички пространства.

   Вярваме, че нашата триизмерна вселена е изкривена по същия начин; ех, ако можехме да я визуализираме!

Край на превода.

Източник:


     И едно мое „умозаключение”, умоеквилибристика (да не кажа нещо по-грубичко и цинично!) и т.н., направено без някакво специално познаване на съвременната физика – а изключително и само на базата на любителско четене на Хокинг, Каку, Грийн и други велики популяризатори на тази наука.

     Та, навсякъде за онагледяване на извиването на пространството около значителни обекти – звезди, планети, черни дупки и т.н. – се показва следния вид картинка:



      И аз винаги се питам – добре, пространство-времето е нарисувано около тези обекти! Т.е. – излиза, че те са извън него! Значи те не се извиват?

     Ужас!?

     Ние, хората, също сме обекти. Е, нямаме чак такава маса, та да предизвикаме чак такива изкривявания. Но все пак сме обекти.

     Дали наистина сме извън пространство-времето и какво би произлязло от това? 

:)))

4 коментара:

  1. Е, на тази картинка мрежата не е пространство-времето. Идеята на модела е, да покаже, че както ако се постави масивен предмет върху мрежа тя хлътва и ако нещо се търкаля направо, ще се отклони, така и в изкривеното пространство също траекториите се отклоняват към масивните обекти, което обаче няма как да се нарисува.

    ОтговорИзтриване
  2. Привет, Божан! Разбирам го това, но:

    въпросът ми е - планетата в пространство-времето ли е и изкривява ли се и самата тя?

    ОтговорИзтриване
  3. >"планетата в пространство-времето ли е " - естествено :)

    >"изкривява ли се и самата тя" - мдаа, как иначе. Но тук ще изпаднем в такава дупка, ако задълбаем, че предпочитам да не го правим.

    ОтговорИзтриване
  4. Божо, нямам нищо против да скочим в черна дупка - таман ще можем после да разправяме как е и що е! :))))))

    За мен именно това е необяснимото - как така планетата изкривява пространство-времето и същевременно самата тя се изкривява!? Простият ми мозък си представя, че всички тела са обвити в текстурата на пространство-времето - както е на картинката, само че от всички страни...Но, ако и планетите, звездите и хората са неразделна част от тази текстура на пространство-времето, то наистина става сложно. Ако аз съм пространство-време, ако Слънцето е пространство-време - то тогава отпадат всички закони за масата, гравитацията и т.н.

    Май не зададох правилно въпроса - "планетата в пространство-времето ли е?" - по-правилният е:

    Планетата пространство-време ли е? :)))

    ОтговорИзтриване