7. Пространство и время в классической механике.

Пространство и время как всеобщие и необходимые формы бытия материи являются фундаментальными категориями в современной физике и других науках.В доньютоновский период развитие представлений о пространстве и времени носило преимущественно стихийный и противоречивый характер.

С появлением же Ньютона всё изменилось. А именно, появилась новая физическая гравитационная картина мира, в основе которой обосновался закон всемирного тяготения. Согласно этому закону сила тяготения универсальна и проявляется между любыми материальными телами независимо от их конкретных свойств. Она всегда пропорциональна произведению масс тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Ньютон различает два типа понятий пространства и времени: абсолютные (истинные, математические) и относительные (кажущиеся, обыденные):

·                    Абсолютное, истинное, математическое время равномерно протекает без всякого отношения к чему-либо внешнему и иначе называется длительностью.

·                    Относительное, кажущееся, или обыденное, время есть постигаемая чувствами, внешняя мера продолжительности, употребляемая в обыденной жизни вместо истинного математического времени (например час, день, месяц, год)

·                    Абсолютное пространство по своей сущности, безотносительно к чему бы то ни было внешнему, остаётся всегда одинаковым и неподвижным.

·                    Относительное пространство есть мера, которая определяется нашими чувствами по положению его относительно некоторых тел и которое в обыденной жизни принимается за пространство неподвижное.

Из этих определений Ньютона следовало, что разграничение им понятий абсолютного и относительного пространства и времени связано со спецификой теоретического и эмпирического уровней их познания. На теоретическом уровне классической механики представления об абсолютном пространстве и времени лежали в основе всей причинной структуре описания мира. На уровне эмпирического познания материального мира понятия пространства и времени ограничены чувствами и свойствами познающей личности, а не объективными признаками реальности.

Итак, подведём итог: в основе картины мира, созданной Ньютоном, лежит закон всемирного тяготения, в основе которого, в свою очередь, лежит абсолютное пространство и время. И поэтому Ньютон говорит об этих понятиях как об истинных.

Ньютоновская концепция пространства и времени, на основе которой строилась физическая картина мира, оказалась господствующей вплоть до конца XIX в.

8.Пространство и время в общей теории относительности

Часто неправильно считают, что в основе общей теории относительности лежит принцип эквивалентности гравитационного и инерционного поля, который может быть сформулирован так:

Достаточно малая по размерам локальная физическая система, находящаяся в гравитационном поле, по поведению неотличима от такой же системы, находящейся в ускоренной (относительно инерциальной системы отсчёта) системе отсчёта, погружённой в плоское пространство-время специальной теории относительности^{[~ 1]}.

Иногда тот же принцип постулируют как «локальную справедливость специальной теории относительности» или называют «сильным принципом эквивалентности».

Исторически этот принцип действительно сыграл большую роль в становлении общей теории относительности и использовался Эйнштейном при её разработке. в общей теории относительности оно искривляется любым телом и именно его искривление вызывает гравитационное притяжение тел^[11][12].

Важно отметить, что основным отличием пространства-времени общей теории относительности от пространства-времени специальной теории относительности является его кривизна, которая выражается тензорной величиной — тензором кривизны. В пространстве-времени специальной теории относительности этот тензор тождественно равен нулю и пространство-время является плоским.

По этой причине не совсем корректным является название «общая теория относительности»^{[~ 2]}. Данная теория является лишь одной из ряда теорий гравитации, рассматриваемых физиками в настоящее время, в то время как специальная теория относительности (точнее, её принцип метричности пространства-времени) является общепринятой научным сообществом и составляет краеугольный камень базиса современной физики. Следует, тем не менее, отметить, что ни одна из прочих развитых теорий гравитации, кроме ОТО, не выдержала проверки временем и экспериментом^[4].