Однородность и изотропность пространства

Однородность пространства означает, что все точки его эквивалентны (неразличимы). В частности, если некоторая замкнутая система (устройство, изолированное от влияния остального мира) функционирует определенным образом в данном месте, то при параллельном переносе ее в другое место она будет функционировать точно так же. Изотропность пространства означает, что все направле­ния в пространстве эквивалентны. В частности, если в дан­ном месте изменить ориентацию некоторой замкнутой си­стемы как целого, то ее функционирование не изменится.

И наконец, утверждение относительно однородности вре­мени означает, что все моменты времени эквивалентны. Ес­ли некоторая система сейчас функционирует определен­ным образом, то и через тысячу лет при прочих равных условиях она будет функционировать точно так же. Подчеркнем, что речь идет не о свойствах абстрактного про­странства и времени, а о наблюдаемых свойствах простран­ства и времени в конкретной, реализованной в виде кубиче­ской решетки из твердых стержней системе, в узлах которой размещены одинаковые часы. Утверждение «Су­ществует инерциальная система отсчета» означает, что та­кая конструкция, обладающая описанными выше свойства­ми, в принципе возможна.

Возможна ли? Откуда следует существование инерциальных систем отсчета? Законы природы не выводятся логиче­ски. Они обнаруживаются и формулируются в рамках оп­ределенной физической теории. Исходным пунктом ньютоновской механики был постулат о существовании инерциальных систем отсчета, для которых и формулировались законы механики. Появившаяся позже теория элек­тромагнитного поля основывалась на этом постулате. Спе­циальная теория относительности Эйнштейна, в рамках которой обнаружились и получили объяснение неожидан­ные свойства пространства и времени в инерциальных сис­темах отсчета, завершила эту линию развития. Ничто, кро­ме гравитации, не противоречило принятию постулата об инерциальных системах. Теорию гравитационного поля не удалось привести в соответствие с этим постулатом. Обна­ружилось, что глобальных (неограниченных размеров) инерциальных систем не существует. Но локальную (огра­ниченных размеров) систему отсчета, обладающую нуж­ными свойствами, с любой указанной наперед точностью построить можно. Материал с сайта http://worldof.school

Помещение, в котором сейчас находитесь (или будете находиться через некоторое время), может являться системой отсче­та. Инерциальна ли эта система? Иначе говоря, однородно ли и изотроп­но пространство в преде­лах этой системы и одно­родно ли время? Ответ: нет. Пространство, и это очевидно, не изотропно. И читатель ощущает это непосредственно, по­скольку с закрытыми гла­зами может определить ориентацию своего тела в пространстве. Менее оче­видно, что пространство неоднородно. Часы на по­лу и потолке вашей ком­наты идут в разном тем­пе, что можно заметить. И причину этого можно было бы искать во внеш­нем поле. Действительно, например, стрелка компа­са также ориентируется определенным образом, но ее ориентация не свя­зывается со свойствами пространства, а свиде­тельствует о наличии магнитного поля. Выде­ленное направление (вер­тикаль) можно связать с гравитационным полем (так и делается в ньюто­новской теории гравита­ции). Но гравитационное поле отличается от элек­тромагнитного (а других дальнодействующих по­лей физика не знает) тем, что оно действует одина­ковым образом на все без исключения тела и от не­го нельзя заэкранироваться. В современной те­ории гравитации эта система отсчета считает­ся неинерциальной, с чем и связаны отмеченные эффекты.

На этой странице материал по темам:

• Однородность и изотропность пространства это в физике

• Что такое однородность пространства в физике

• Физика изотропность пространства

• Физика пространство однородное это

• Однородность физика