מרחב ארבע-מימדי

היום, כל ילד יודע כי המרחב שבו יש לאדם, תלת ממדי, כלומר, יש לו שלושה ממדים: אורך, רוחב וגובה. אבל מה הוא ארבעה-ממדי חלל? אם אנחנו לומדים לא רק את המיקום המרחבי של הגוף, אלא גם איך זה משתנה עם הזמן, כלומר, תהליכים המתרחשים במרחב תלת מימדי, יש אחד יותר לתאם - זמן. ארבעה-ממדי מורכב משלוש קואורדינטות זמניות מרחבית ואחד. במקרה זה, פיזיקאים ופילוסופים מדברים על רצף המרחב-זמן אחת. זמן ומרחב קיימים יחסי גומלין. למעשה, הם מופיעים היבטים שונים כמו של המרחב-זמן ארבע-מימדי.

ארבעה ממדי מרחב כאחדות של זמן ויש לו מרחב תכונה מעניינת כי היא תוצאה של תורת היחסות של איינשטיין. זה טמון בעובדה כי עם מהירות גישה של הגוף כדי להדליק אותו לאט זורם הזמן, ואת הגוף עצמו מצטמצם בגודלו.

תארו לעצמכם מרחב ארבע-מימדי די קשה. כשאנו נמצאים בבית הספר, צייר שטוח צורות גיאומטריות, זה לא נתקל בקשיים כלשהם בפרט - הם דו-ממדי (יש רוחב ואורך). זה היה יותר קשה לצייר ולייצג את צורות תלת ממדיות - קונוסים, פירמידות, גלילים ועוד. ותארו לעצמכם דמות ארבע-ממדית היא די קשה אפילו מתמטיקה ופיזיקה.

כמובן, המושג של "מרחב ארבע-מימדי" צורך להתרגל. פיסיקאים תיאורטיים השתמשו במושג מרחב-זמן ארבעה-ממדי ככלי בחישובים, לפתח בעולם הזה גיאומטריה ארבעה-ממדית.

תורת איינשטיין אמר כי הכובד של הגוף לתרום עקמומיות סביב המרחב-זמן ארבע-מימדי שלה. זה לא קל לדמיין את "נורמלי" מרחב-זמן, ומעוות - אפילו יותר קשה. אבל פיזיקאי תיאורטי, או מתמטיקה לא צריך להגיש כלום. עקמומיות מהם מייצגות שינוי תכונות גיאומטריות של גופים או צורות. למשל, אורך ההיקפי מתייחס בקוטר שלה המטוס כמו 3,14, וזה לא נכון עבור משטח מעוגל. אפשרות של עקמומיות המרחב ארבע-ממדית תיאוריה של המתמטיקאי הרוסי בתחילת המאה התשע עשרה ניקולאי לובצ'בסקי. באמצע המאה התשע עשרה, המתמטיקאי הגרמני רימן החל לחקור את החלל "מעוקל" לא רק בשלושה ממדים, אבל ארבעה, ולאחר מכן כל מספר של ממדים. מאז הגיאומטריה של מרחב עקום נקרא אי-אווקלידי. המייסדים של גיאומטריה לא אוקלידית לא יודעים בדיוק באילו תנאים יכולים להיות שימושים הגיאומטריה שלהם. המנגנון המתמטי, אשר הם יצרו, ובהמשך שמש הניסוח של תורת יחסות כללית (יחסות כללית).

איינשטיין ציין אפקט מעניין, בדבר הזמן: שדה כבידה חזק, הזמן יזרום לאט מאשר מחוצה לו. משמעות הדבר היא כי הזמן בשמש יהיה איטי יותר מאשר על פני כדור הארץ, בגלל כוח הכבידה של השמש הוא הרבה יותר גדול מאשר כוח הכבידה של כדור הארץ. מאותה סיבה השעון בגובה מסוים מעל פני כדור הארץ ללכת קצת יותר מהר מאשר על פני השטח של כוכב הלכת שלנו.

בעל חשיבות רבה עבור כל מדע יש המדענים לפתוח את המאפיינים של זמן, כמו ההאטה כוכב הנויטרונים ליד שלה, לעצור את הזמן של "חורים השחורים", את האפשרות ההיפותטית של "מעבר" במרחב ובזמן של התהליך ההפוך.

מחוץ לשדה הכבידה נראה כך קרא מרחב - הסביבה שבה כוח הכבידה על הגוף, או אינו פועל, או מעשים חלש מאוד בהשוואה הכבידה של כדור הארץ. הכוכבים הם בחלל, וחלק גדול מהן יש מקום פנוי.