- •Лекция 2
- •Восприятие зрительной информации
- •(П.Линдсей, д.Норман Переработка информации у человека. М. 1974, с.32-44.)
- •«Невозможные» фигуры.
- •Важная роль контекста.
- •Понятия пространства, времени и материи.
- •Понятие «время»
- •Свойства времени.
- •Масштабы исследуемых явлений
- •Методы измерения расстояний
- •Масштабы времени при протекании процессов материального мира
- •Млечный Путь.
- •Пространство-время в теории относительности
- •Структурные уровни организации материи
Млечный Путь.
Когда мы смотрим в направлении центра Галактики, видим огромное скопление звезд — Млечный Путь.
Схема строения Галактики Млечный путь
Наша Галактика — Млечный путь — имеет форму довольно плоского диска с утолщением в центре.
Солнце расположено примерно в 25 тыс. световых лет от этого центра, приблизительно на полпути к внешнему краю Галактики.
Над плоскостью Галактики Солнце находится на расстоянии 68 световых лет
В районе Солнца толщина диска Галактики составляет примерно 1300 световых лет.
Солнце вместе с семьей планет существует, по-видимому, около 5 млрд. лет, и за время своей эволюции (от рождения из газовой туманности до нынешнего состояния) оно совершило примерно 25 оборотов вокруг оси вращения Галактики.
Мы можем сказать, что возраст Солнца - всего лишь 25 «галактических лет», скажем прямо - возраст цветущий...
От слабых звезд Млечного Пути свет идет до Земли десятки тысяч лет — так далеки они от нас.
Большинство звезд Млечного Пути не видно невооруженным глазом, хотя многие из них являются белыми и голубовато-белыми гигантскими звездами, излучающими энергии в десятки тысяч раз больше, чем Солнце — типичный желтый карлик с температурой поверхности 6000 К.
Для земного наблюдателя спиральные ветви экваториального пояса Галактики проецируются в виде светлой полосы Млечного Пути, составляющего основу Галактики (от греч. galaktikos — млечный, молочный).
Пространство-время в теории относительности
Создание теории электромагнитного поля дало возможность использовать оптические явления для измерения скорости движения в пространстве: свет должен распространяться в эфире (некоей жидкости, заполняющей пространство) с постоянной скоростью, зависящей от «упругости» эфира, а скорость света, измеренная наблюдателем, должна зависеть от направления распространения света.
Но проведенный А.Майкельсоном и Э.Морли опыт показал, что никакого эффекта, связанного с эфиром, нет (1887). Пришлось отказаться от эфира и наглядных представлений Ньютона о пространстве и времени.
А.Эйнштейн предложил (1905) свою специальную теорию относительности (СТО).
В конце XIX в. появились неевклидовы теории пространства— различные варианты геометрии Н.И.Лобачевского, Я. Больяйи и Г. Ф. Б. Римана. Они отвергали один из постулатов Евклида — в них через точку можно провести несколько прямых, параллельных заданной. Проверкой новой геометрии было бы измерение суммы внутренних углов треугольника, но измерения Гаусса и Лобачевского не обнаружили отклонений физического пространства от евклидового.
Пространство Римана, в котором сумма углов меньше 180°, соответствует геометрии на сфере и легло в основу общей теории относительности (ОТО ) — обобщенной теории тяготения, разработанной Эйнштейном (1916).
При наличии в пространстве тяготеющих масс (т.е. поля тяготения) пространство искривляется, становится неевклидовым.
Движения тел в нем происходят по кратчайшему пути —геодезическим линиям.
Свойства пространства-времени определяются распределением и движением материи в пространстве.
Пространственно-временной континуум
Пространственно-временной континуум — новое средство характеристики физических явлений, используя которое для описания событий в природе нужно применять не два, а четыре числа, дала СТО. С точки зрения Эйнштейна, физическое пространство, постигаемое через объекты и их движения, имеет три измерения и положение объектов характеризуется тремя числами. Момент события — четвертое число. Потому мир событий есть четырехмерный континуум. У Эйнштейна не имеет смысла деление этого мира на время и пространство, поскольку описание мира событий «посредством статической картины на фоне четырехмерного пространственно-временного континуума» более удобно и объективно.
Измеренное значение времени
оказалось зависимым от движения наблюдателей.
Время для движущегося наблюдателя течет медленнее, чем для неподвижного:
.
Этот эффект замедления может быть заметен лишь для скоростей, сравнимых со скоростью света в вакууме с.