Пространство и время.

Новые взгляды на окружающий мир стали основываться на результатах и выводах естествознания соответствующей эпохи и стали называться естественнонаучной картиной мира.

Одной из первых возникла механистическая картина мира, поскольку изучение природы началось с анализа простейшей формы движения материи – механического перемещения тел.

Заложивший основы механики И.Ньютон ввел понятия абсолютного или математического пространства и времени. Такая картина напоминает представления о мире древних атомистов, которые считали, что атомы движутся в пустом пространстве. Подобно этому в ньютоновской механике пространство оказывается простым вместилищем движущихся в нем тел.

Характерная особенность механистической картины мира – пространство и время никак не связаны с движением тел, они имеют абсолютный характер.

Основные свойства пространства:

1 .Однородность (все точки пространства обладают одинаковыми свойствами). Отсюда вытекает закон сохранения импульса.

2. Изотропность (все направления в пространстве обладают одинаковыми свойствами). Отсюда вытекает закон сохранения момента импульса.

3. Непрерывность (между двумя различными точками в пространстве, как бы близко они не находились, всегда есть третья).

4. Евклидовость – описывается геометрией Евклида. Признаком евклидовости пространства является возможность построения в нем декартовых прямоугольных координат и выражения квадрата расстояния между точками соотношением

ΔL² = Δx² + Δy² + Δz².

5. Трехмерность (каждая точка пространства однозначно определяется набором трех действительных чисел – координат).

Основные свойства времени:

1.Однородность (любые явления, происходящие в одних и тех же условиях, но в разные моменты времени, протекают совершенно одинаково). Отсюда следует закон сохранения энергии.

2. Непрерывность (между двумя моментами времени, как близко бы они не располагались, всегда можно выделить третий)

3. Однонаправленность и необратимость.

В своей теории относительности А.Эйнштейн пересмотрел прежние представления классической механики о пространстве и времени, отказавшись от ньютоновского понятия абсолютного пространства.

Каждое движение тела происходит относительно определенного тела отсчета и поэтому все физические процессы и законы должны формулироваться по отношению к точно указанной системе отсчета или координат.

Понятие пространства и времени объединяются в единое понятие пространственно-временной непрерывности или континуума. То есть вместо разобщенных координат пространства и времени теория относительности рассматривает взаимосвязанный мир физических событий, который называют четырехмерным миром Г. Минковского. В этом мире положение каждого события определяется четырьмя числами: тремя пространственными координатами x, y, z и четвертой координатой – временем t.

В общей теории относительности рассматривается влияние на ход времени распределения гравитационных масс. Например, вблизи массивных тел время замедляет свой ход, а в центре планет время течет несколько медленнее, чем на поверхности. Этот эффект тем заметнее, чем больше месса небесных тел. При наличии в пространстве тяготеющих масс пространство искривляется и становится неевклидовым.В поле тяготения световые лучи распространяются криволинейно. Для полей тяготения, доступных нашему наблюдению, такое искривление световых лучей слишком мало, чтобы проверить его экспериментально, но если такой луч будет проходить, например, вблизи Солнца, его можно измерить. Впервые такие измерения были сделаны во время полного солнечного затмения в 1919 г.