Ньютон понимал пространство и время как огромную пустую арену, где события происходят в соответствии с его законами механики. Когда-то сцена была полна чудес и тайн, но, по существу, оставалась инертной и неподвижной, лишь пассивной свидетельницей ритуаль- ного танца природы. Однако Эйнштейн перевернул это представле- ние. Для Эйнштейна сама сцена становится важной составляющей жизни. Во Вселенной Эйнштейна пространство и время уже не были статичной сценой, как предполагал (и предписывал) Ньютон, — они приобрели динамичность, изгибались и извивались причудливым образом. Представьте, что сцену жизни заменил батут, на котором все актеры мягко проседают под собственным весом. При таком по-
ложении дел мы увидим, что сцена становится столь же важной, как и актеры. Представьте, что на кровать положили шар для игры в боулинг и он мягко утопает в матрасе. Теперь подтолкните небольшой шарик по искривленной поверхности матраса. Шарик будет двигаться. Ньютонианец, увидев с большого расстояния шарик, огибающий большой шар, пришел бы к выводу, что существует некая таинствен- ная сила, с которой шар для игры в боулинг воздействует на малень- кий шарик. Он сказал бы, что шар для боулинга мгновенно воздей- ствует на маленький шарик, притягивая его к центру. Для релятивиста, который наблюдает движение шарика с близкого расстояния, совершенно ясно, что никакой силы не существует вооб- ще. Есть лишь искривление матраса, которое и заставляет шарик дви- гаться по кривой. Он говорит: «При чем тут притяжение? Есть лишь давление, которое оказывает матрас на маленький шарик. Теперь возьмем вместо шарика Землю, вместо большого шара — Солнце, а вместо матраса — Космос, и мы поймем, что Земля движется вокруг Солнца не из-за гравитационного притяжения, а потому, что Солнце искажает космическое пространство вокруг Земли и тем создает дав- ление, заставляющее Землю двигаться по окружности. Таким образом, Эйнштейн пришел к выводу, что гравитация боль- ше похожа на материю, нежели на невидимую силу, действующую мгновенно в пределах всей Вселенной. Если быстро встряхивать материю, то образовавшиеся волны побегут по ее поверхности с определенной скоростью. Это разрешает парадокс исчезнувше- го Солнца. Если гравитация — побочный продукт искривления материи пространства-времени, то исчезновение Солнца можно сравнить (вернемся к матрасу) с резким подскоком с постели шара для игры в боулинг. Когда матрас резко возвращает себе первоначаль- ную форму, по поверхности простыни бегут волны, двигающиеся с определенной скоростью. Таким образом, сведя гравитацию к ис- кривлению пространства и времени, Эйнштейн смог примирить ее с теорией относительности. Представьте себе муравья, пытающегося бежать по смятому листу бумаги. Он будет передвигаться, раскачиваясь, будто пьяный матрос, влево и вправо. Муравей горячо возразил бы, что он не пьян, утверж- дая, что его качает таинственная сила, дергая то влево, то вправо.
Для муравья это ничем не заполненное пространство полно таин- ственных сил, мешающих ему идти прямо. Однако, глядя на муравья с близкого расстояния, мы видим, что никакая сила его не тянет. Его «толкают» складки мятого листа бумаги. Силы, воздействующие на муравья, — это всего лишь иллюзия, вызванная искривлением про- странства. Воздействие силы — на самом деле лишь «толчок», когда он перешагивает через складку бумаги. Другими словами, не гравита- ция притягивает, а пространство отталкивает. В 1915 году Эйнштейну наконец удалось завершить то, что он назвал общей теорией относительности, и это стало фундаментом, на котором покоится вся космология. В этой удивительной картине мира гравитация выступает не как независимая сила, заполняющая Вселенную, а как видимый эффект искривления материи простран- ства-времени. Теория Эйнштейна была так всеобъемлюща, что подытожить ее ему пришлось в длиннющем уравнении. В этой бле- стящей новой теории степень искривления пространства и времени определялась количеством материи и энергии, содержащихся в них. Представьте, что в пруд бросили камень. По поверхности пруда пой- дет рябь, вызванная падением камня. Чем больше камень, тем более неровной станет поверхность пруда. Похожим образом, чем больше звезда, тем сильнее искривление пространства-времени, окружаю- щего звезду.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Сила как искривление пространства» з дисципліни «Загальна астрономія»
