кривизна пространства

Введение
Уже не первый год идет шумиха вокруг теории «Большого взрыва», «Черных дыр», «Кротовых нор», «телепортации» и т.д. Все это порождение современной космологии. Трудно поверить, что маленькая неточность, рожденная еще в 19 веке, так сильно отразится на этой науке. Все дело во «внутренней кривизне пространства». Что это такое? Как понять это явление? Попробуем разобраться.

1. Математический аспект.
БСЭ: Кривизна пространства-времени, в общей теории относительности (теории тяготения) величина, характеризующая меру отклонения свойств пространства-времени от свойств так называемого плоского пространства-времени специальной теории относительности. Понятие кривизны пространства-времени возникло по аналогии с понятием полной кривизны в геометрии поверхностей. Кривизна пространства-времени описывается тензором кривизны. От вида тензора кривизны существенно зависит тип космологических моделей.

Понятия: точка, длина, радиус кривизны и т.д. это чисто геометрические понятия. Нам, например, не важна природа исследуемых объектов, когда мы измеряем расстояние между точками. Это может быть расстояние между телами или между зарядами, это может быть размер объекта и т.д. Точно такое же отношение имеют понятия «кривизна» или «радиус кривизны» пространства. Они не зависят от того, какой «природой» обусловлена эта кривизна. В этом смысле математическое понятие «кривизна пространства» первично по отношению к его физической природе. «Физическая природа» этого понятия есть лишь «обрамление», которое может иметь разную форму в зависимости от рассматриваемых физических проблем (например, мы можем рассматривать плотность слоев торнадо, деформацию кристаллической решетки и т.д.).
Нас пока будет интересовать первичная (математическая) сторона вопроса. Здесь не важно: какую мерность пространства мы будем рассматривать. Мы можем, например, представить время как переменную ( ) и рассматривать пространство четырех измерений. Но ради наглядности и удобства восприятия ограничимся трехмерным пространством. Для обычного человека это привычнее.
Итак, пусть в нашем трехмерном пространстве имеется наблюдатель. Он вводит свои ортогональные оси координат ( ), размечает оси масштабными рисками и проводит через них параллельные плоскости перпендикулярно осям. Получилась решетка с ровными полками и одинаковыми кубиками масштаба. Назовем это пространство Е ( ). Оно евклидово. Какое-то другое пространство здесь мы обнаружить не в состоянии.
Пусть теперь в своем мире имеется второй наблюдатель, который также видит перед собой пространство. Оно для него тоже евклидово. Назовем его пространство пространством М ( ). Наблюдатель в М вводит оси аналогичным образом, и "размечает" пространство М( ). У него тоже одинаковые кубики масштаба. Заметим, что пока Е и М пространства различны и пока не связаны друг с другом!
Теперь, предположим, наблюдатели желают установить соответствие между обоими пространствами. Это возможно, если одно пространство можно отобразить в другом. Если имеет взаимно однозначная линейная связь, пространства отличаются только направлением осей, выбором начала координат и масштабами. Здесь никаких проблем с кривизной пространства не возникает.
Совершенно иначе обстоит дело, если связь между точками пространств Е и М нелинейная, т.е. масштабы по осям координат пространства М в пространстве Е меняются и зависят от выбора точек пространства Е. Для простоты и удобства рассуждений будем считать, что имеет место взаимная однозначность, т.е. точки одного пространства выражаются однозначно через точки другого пространства.

Теперь плоскость в пространстве М (например, ) будет отображаться в пространстве Е кривой поверхностью, т.е. будет иметь «горбатый» характер. Иными словами, мы будем в пространстве Е иметь дело с криволинейной поверхностью. Набор всех возможных поверхностей даст нам представление о «рельефе» пространства М, отображенного в пространстве Е. Пространство М будет отображаться в пространстве Е как криволинейное пространство. Это очень важный момент!
Теперь мы можем обоснованно ввести тензор кривизны пространства и прочие важные и интересные характеристики. Но суть не в этом. Суть в том, что утверждение: «тензор кривизны описывает внутреннюю метрику нашего пространства (т.е. евклидова Е пространства!)» - есть глубокое заблуждение. Наше евклидово Е пространство осталось евклидовым. Кривизна не является «внутренней кривизной» пространства Е. Она принадлежит отображению пространства М в пространстве Е. Терминологическую неточность необходимо исправить. Для математики это приведет к некоторому изменению интерпретации (объяснений), но не затронет математический формализм дифференциальной геометрии.
«Все познается в сравнении» - это важный принцип философии. Действительно, масштабы вводятся для сравнения параметров объектов с эталоном. Да и научная истина должна удовлетворять определенным критериям (эталонам), чтобы быть действительно «научной».
Если наблюдатель перейдет из пространства Е в пространство М, он увидит, что М-пространство евклидово. Пространство Е будет выглядеть для наблюдателя в пространстве М – криволинейным.
Остается ответить на важный вопрос; Можно ли наблюдателю, который находится в некотором пространстве М, обнаружить кривизну «своего» пространства? Отрицательный ответ очевиден. Для нахождения кривизны необходимо второе (эталонное) евклидово пространство, по отношению к которому мы будем определять кривизну пространства М. В этом случае наблюдатель будет находиться в эталонном пространстве Е и только тогда он сможет обнаружить «кривизну» пространства М. Однако, если он вернется в пространство М, то пространство М для него вновь будет евклидовым, а эталонное пространство Е - криволинейным.
Итак, не существует метода типа «циркуля и линейки», который бы помог сравнить две области одного и того же пространства М на предмет обнаружения «внутренней кривизны» пространства М. Мы не сможем обнаружить: является ли одна часть пространства М криволинейной по отношению к другой части этого же пространства.
Мы надеемся, что математики согласятся с нашими доводами. Необходимо просто уточнить терминологию: внутренней кривизны пространства не существует. Существует относительная кривизна, т.е. кривизна одного пространства по отношению к другому. Для математики это не влечет за собой изменения математического формализма, но интерпретация претерпит некоторые изменения. Что касается прикладных вопросов, это дело физиков, философов и тех, кто «потребляет» математическую продукцию.

Код ссылки на тему, для размещения на персональном сайте | Показать

Код: выделить все

<div style="text-align:center;">Обсудить теорию <a href="http://www.newtheory.ru/astronomy/krivizna-prostranstva-t2558.html">кривизна пространства</a> Вы можете на форуме "Новая Теория".</div>


Пространство – математические воображения
Время - субъективное соображение.
Понятна ли разница.

tory писал(а): Он вводит свои ортогональные оси координат ( ), размечает оси масштабными рисками и проводит через них параллельные плоскости перпендикулярно осям. Получилась решетка с ровными полками и одинаковыми кубиками масштаба

В том то и дело, что искривлённое пространство искривлено объективно: сумма углов треугольника в нём не обязательно равна 180 градусов, параллельные прямые норовят то сойтись, то разойтись. И как бы наш краснодеревец ни старался, полки в шкафу получатся сикось-наискось, а кубики -- кто в лес кто по дрова. За реальным примером не надо ходить далеко: топографам никак не удаётся покрыть поверхность Земли аккуратной координатной сеткой из одинаковых квадратиков.

Проблема КРИВИЗНЫ ПРОСТРАНСТВА вполне заслуживает того, чтобы разобраться в ней как можно глубже. Прежде всего необходимо иметь в виду, что пространство имеет две формы существования: пустое и материальное. Ясно, что пустое пространство не может быть кривым, так как искривляться в нем абсолютно нечему. А вот пространство Вселенной, каждая точка которого заполнена той или иной материальной субстанцией (либо пространственно-непрерывным эфиром, либо находящимися в нем частицами вещества), неизбежно обладает той или иной кривизной.
После того как порожденная Большим взрывом центробежная кинетическая энергия вещества и противодействующая ей гравитационная центростремительная энергия эфира примерно уравновесились, наша Вселенная стала представлять собой необычайно сложную механическую систему. Еще бы! В составе этого вселенского механизма образовались миллиарды галактик, триллионы весьма подвижных звезд, не считая планет, их спутников и прочих космических странников. Тем не менее, этот механизм оказался настолько устойчивым, что до сих пор продолжает не только существовать, но и вполне успешно саморазвиваться. Физическим отражением системной сложности Вселенной является причудливая кривизна занимаемого им пространства, в объяснении причин которой современная наука пока что находится в весьма затруднительном положении.
Ошибочная трактовка пространства как формы существования материи закономерно привела к разнобою в объяснении физической причины фактически наблюдаемой кривизны пространства Вселенной. В теории относительности на этот счет нет единого мнения. Одни специалисты в качестве причины искривления пространства видят гравитацию. Другие утверждают, что все происходит совсем наоборот – гравитация не порождает, а обусловлена кривизной пространства. Третьи считают, что ни та, ни другая точка зрения неправомочна. Отношение между гравитацией и кривизной вообще нельзя рассматривать в рамках причинно-следственных связей. Причинное действие гравитации на кривизну означало бы в таком случае, что пространство есть нечто отличное и зависимое от гравитации. Однако поскольку пространство является всего лишь формой существования материи, то есть без материи никакого пространства быть не может, а гравитация в свою очередь является неотъемлемым свойством материи, то гравитация, пространство, а, следовательно, и его кривизна являются равноправными атрибутами материи. Они существуют вместе с материей, а не являются причиной или следствием друг друга.
Однако как только мы придадим философскому содержанию материи и пространства надлежащий вид: материя есть форма существования пространства – мы с легкостью устраняем все проблемы в трактовке объяснения «окривения» пространства. Теперь мы способны различить пространство само по себе и материальное пространство, то есть ту область пространства самого по себе, которая полностью (в каждой точке данной области) занята материей. Пространство само по себе кривизной обладать не может – это ясно. Оно абсолютное материальное ничто, а потому однородно. Неоднородным, что и является причиной искривления, может быть только материальное пространство. Проявлением кривизны пространства служит отклонение движения дискретных объектов от прямолинейного пути, то есть движение по искривленным траекториям. Для того чтобы вызывать, а там, где надо, устранять неоднородности в плотности распределения масс непрерывной материальной субстанции, в ней должен присутствовать автономный источник энергии, известный в природе материи как гравитация. Значит, эфир является носителем гравитационной энергии. Он заполняет собой все пространство Вселенной и своим гравитационным полем направляет движение дискретных объектов по замкнутым орбитальным траекториям.
Вот так философское переосмысление понятия пространства, деление его на две формы существования, позволяет придти к правильному объяснению физической причины криволинейности нашей Вселенной. Однако у этой искривленности столь причудливые формы и очертания, что этой теме следовало бы уделить дополнительное внимание. Но это уже как-нибудь в другой раз, в следующем сообщении, а то так и самому недолго «окриветь».

Григорич писал(а):Проблема КРИВИЗНЫ ПРОСТРАНСТВА вполне заслуживает

А в чём проблема то?

Григорич писал(а):необходимо иметь в виду, что пространство имеет две формы существования: пустое и материальное

Пространство -- это математическое понятие, которое может быть использовано для построения моделей Действительности. В последней мы находим не пространство, а источники ощущений которые могут быть описаны с использованием математического понятия "пространство". Это точно так, как в действительности нет величин, функций, всяких интегралов-дифференциалов и пр. Некоторая специфика здесь состоит в том, что трёхмерное Евклидово пространство уже "прошито" в нашем мозгу к моменту рождения. Такую же прошивку мы наблюдаем и у животных. Похоже что также проштита у человека способность к счёту до 7 (не отсюда ли представления о мистических свойствах этого числа?). А курица, говорят, умеет считать до 4.

Григорич писал(а):После того как порожденная Большим взрывом центробежная кинетическая энергия вещества и противодействующая ей гравитационная центростремительная энергия эфира примерно уравновесились

Вовсе не так...галактики разбегаются с ускорением, что противоречит теории БВ. Если БВ был, тогда галактики обязаны разбегаться с замедлением.

Добавлено спустя 17 минут 15 секунд:

che писал(а):Некоторая специфика здесь состоит в том, что трёхмерное Евклидово пространство уже "прошито" в нашем мозгу к моменту рождения. Такую же прошивку мы наблюдаем и у животных. Похоже что также прошита у человека способность к счёту до 7 (не отсюда ли представления о мистических свойствах этого числа?).

Не в этом...в геометрической первооснове сотворения проявленного физического мира из которого, мы построены временем в благоприятной среде обитания.
Геометрия. В окружность можно вписать 7 равных окружностей, одна будет в центре. В "семёрке" заряженные частицы материи - электрические монополи способны существовать стабильно, как первичная элементарная частица.
http://yandex.ru/images/search?img_url= ... rpt=simage
Из "семёрок" построены ядра планет, на полюсах Сатурна наблюдается строение ядра планеты.
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D8%E5%F1 ... 3%F0%ED%E0

Прежде чем продолжить, как и обещал, изложение своих взглядов на проблему кривизны пространства Вселенной, напомню Александру Ховалкину еще раз, что на настоящем этапе галактики не только не «разбегаются с ускорением», но не разбегаются вообще и даже имеют некоторую начальную тенденцию к сближению. Расширение Вселенной, которое имело место в первые 3-4 млрд. лет после Большого взрыва, прекратилось уже более 10 млрд. лет назад. А если бы оно тогда не прекратилось и продолжалось сейчас, то никаких звезд, галактик, планет и прочих космических объектов и системных образований во Вселенной не было. Она в этом случае представляла бы собой все более удаляющиеся друг от друга атомы водорода и гелия, которым никогда не суждено слиться воедино и образовать первичные легкоэлементные звездные миры.
Ну вот, а теперь обещанное продолжение моих суждений о физике кривизны пространства. Прежде всего, к сказанному в предыдущем сообщении хотелось бы добавить, что эффект искривления получил свое отчетливое выражение уже на стадии Протовселенной. Только тогда, в условиях отсутствия хаотически разбросанного вещества, которого в Протовселенной вообще еще не было, искривление пространства носило сугубо симметричный характер, само материальное пространство было сферическим, а радиус его кривизны в той или иной области в точности соответствовал ее расстоянию до центра сфероида.
С появлением после Большого взрыва в эфирном пространстве беспорядочно разбросанных масс вещества в объеме образовавшейся Вселенной возникает множество локальных центров тяжести. Звездные миры галактик вращаются вокруг галактических ядер. Планеты движутся около звезд, а их спутники – вокруг планет. Вся же космическая система Вселенной стремительно вращается вокруг ее центра.
Гравитирующий эфир, обладающий врожденной энергетической устремленностью туда, где гуще (то есть туда, где оказалось больше вещества), в данном случае организует свои усилия так, чтобы стягиваться к локальным центрам масс. При этом он становится чрезвычайно многополярным, то есть располагает не одним, а огромным числом различных по величине энергетических полюсов. В результате образуется большое количество подобластей единого эфирного пространства. Однако поскольку материальное пространство, в силу пространственной непрерывности эфира, остается единым, полноценных сфер нигде не получается. Каждая из них в зависимости от массивности составленных из вещества объектов либо плавно смыкается с ближайшими соседними сферами, либо оказывается внутри другой, более обширной сферы. Соответственно этому и кривизна эфирного пространства Вселенной в целом принимает весьма замысловатый характер.
Но даже такая необычайно сложная картина искривленности эфирного пространства не способна полностью отразить того, что имеет место в реальной действительности, где все гравитационно-значащие массы вещества, а вместе с ними и все локальные элементы искривленного эфира находятся в беспрестанном движении друг относительно друга. В результате радиус кривизны является переменной величиной не только в пространстве, но и во времени. Каким бы пылким воображением мы ни обладали, наши представления о подлинной картине искривленности Вселенной могут носить лишь весьма приближенный характер. Да и не в этом дело. Главное, что от нас требуется, это усвоить следующее: кривизна пространства Вселенной является непосредственным отражением физического состояния эфира, характеризующегося плотностью распределения его масс. Являясь первичной по отношению к состоянию эфира, управляющей этим состоянием энергией, гравитация одновременно с этим является первичной и по отношению к кривизне пространства. Вещество, вся потенциальная энергия которого находится в связанном состоянии, непосредственного отношения к гравитации не имеет. Вместе с тем, оно воздействует на эфир, а значит, и на гравитацию, а через нее и на кривизну пространства опосредованно – через кинетическую энергию своего инерциального движения.
Придя к такому выводу и проанализировав космологическую обстановку, мы вправе сделать следующее логическое заключение: геометрия пространства целиком и полностью определяется распределением плотности заполняющего Вселенную эфира, располагающего собственной потенциальной энергией, обусловливающей стремление этой непрерывной субстанции к самоуплотнению. Физическим выражением данного энергетического свойства эфира является существование в заполненном им пространстве гравитационного силового поля, каждая точка которого (здесь поневоле приходится использовать математические абстракции) может быть представлена вектором, указывающим направление и величину силового воздействия на соседнюю точку материального пространства, лежащую на направлении наибольшего изменения плотности эфира. Таким образом, каждая точка пространственно-непрерывного эфира испытывает физическое давление со стороны той или иной близлежащей точки, величина которого зависит от степени различия плотностей эфира в этих точках. Именно это энергетическое взаимодействие соседних точек сплошной материальной среды и создает эффект искривления пространства, которое математически может быть выражено вполне определенным значением радиуса кривизны.

Григорич писал(а):напомню Александру Ховалкину еще раз, что на настоящем этапе галактики не только не «разбегаются с ускорением», но не разбегаются вообще и даже имеют некоторую начальную тенденцию к сближению.

Извольте ссылку опубликовать...каким источником знаний пользуетесь?

Александр Ховалкин писал(а):каким источником знаний пользуетесь?

Да разве не ясно?