Строительная компания » »

Чи може простір існувати без матерії

  1. відро Ньютона
  2. Якби Земля зупинилася ...
  3. ОТО і фізичний вакуум

Уявімо собі, що вся матерія у Всесвіті раптово зникла. Чи залишиться тоді сам простір? Ісаак Ньютон в "Математичних засадах натуральної філософії" заявив про існування так званого "абсолютного простору": згідно з його концепції, це щось на зразок тривимірної мережі, на яку "проектуються" об'єкти. Але чи правий великий вчений? Уявімо собі, що вся матерія у Всесвіті раптово зникла

відро Ньютона

Сучасник Ньютона, німецький математик і філософ Готфрід Лейбніц , Стверджував, що якщо прибрати з Всесвіту всі об'єкти, що становлять її зміст, простір більше не матиме ніякого сенсу.

Скажімо, в космосі об'єкти рухаються відносно один одного. Ми вимірюємо позиції і відстані в Сонячній системі в залежності від розташування небесних тіл по відношенню до Сонця і інших планет. Тобто простір - це сукупність різних об'єктів, а не "абсолютна реальність".

Тим часом, сер Ісаак Ньютон наочно продемонстрував справедливість своєї теорії за допомогою експерименту з обертовим відром води, який він детально описує в "Математичних засадах натуральної філософії". Візьмемо відро води, підвішене за ручку на мотузці, і почнемо повертати його за годинниковою стрілкою. Мотузка, звичайно, почне закручуватися. Якщо ж ми відпустимо відро, воно почне обертатися проти годинникової стрілки. Спочатку воно буде розкручуватися повільно, але потім - все швидше і швидше. Разом з тим поверхню води поступово стане приймати увігнуту форму, опадаючи посередині і здіймаючись у країв. Якийсь час вода буде обертатися разом з відром. Нарешті, обертання відра поступово сповільниться, і воно почне обертатися в інший бік. Обертання води теж зупиниться, і її поверхня знову перетвориться в гладку ...

З точки зору Ньютона, цікаво було б відповісти на питання, що саме змушує воду у країв відра підніматися під час обертання відра. Вчений міркував так: це не могло бути рух води щодо відра, так як найбільш викривленою поверхню води стає в той момент, коли вона обертається на високій швидкості "синхронно" з відром ... Хоча не можна сперечатися з тим, що і відро, і вода в ньому , в свою чергу, здійснюють обертання відносно Землі. Якщо провести подібний досвід в космосі, результат буде аналогічним, вважав Ньютон.

Єдине пояснення може полягати в тому, що вода обертається щодо абсолютного простору. Ще одним ключовим поняттям в цій теорії є інерція-опір тіла будь-яким змінам в швидкості або напрямку його руху. Таким чином, коли відро і вода в ньому обертаються, стінки ємності обмежують рух води, тому вона рухається не в сторони, а вгору.

Якби Земля зупинилася ...

У XIX столітті австрійський фізик Ернст Мах висунув гіпотезу про те, що і рух будь-яких об'єктів, і явище їх інерції можна розглядати лише відносно решти матерії у Всесвіті. По суті, наша Земля є тільки "ускладнену версію" відра Ньютона: за мільярди років її існування вона безперервно оберталася, при цьому земної екватор "випинався", як і в випадку з водою в обертовому відрі Ньютона. Маха зацікавило: а якщо Земля раптом зупиниться, при цьому всі інші зірки і планети будуть обертатися навколо неї, чи залишиться екватор таким же опуклим?

За Ньютону, без обертання самого об'єкта це неможливо. Однак Мах вважає, що тут вся справа в джерелі інерції. Якщо вона є наслідком маси матерії у Всесвіті, тоді Земля біля екватора залишиться опуклою, поки навколо неї будуть обертатися інші тіла. Швидше, це близько до теорії, запропонованої Лейбніцем: рух є відносним, а інерція - це міра відносини між конкретним об'єктом і всієї іншої матерією, що міститься у Всесвіті. Значить, зірки, галактики та інші об'єкти певним чином впливають на форму земної кулі, а відповідно, і увігнуту поверхню води в обертовому відрі ... Правда механізм цього впливу був неясний і самому Маху. Та й сьогодні на нього поки немає відповіді.

ОТО і фізичний вакуум

Альберт Ейнштейн пізніше ввів в науковий обіг словосполучення "принцип Маха" - ідею залежності інерції тіла від сукупності всіх матеріальних об'єктів у Всесвіті, яку застосував у своїй теорії загальної відносності.

фізик Брайан Грін в книзі "Тканина космосу" зазначає, що ейнштейнівська теорія дає нам замість абсолютного простору четирехмерний просторово-часової континуум , Який також має властивості абсолюту.

Тим часом, Пол Девіс з Державного університету Арізони припустив, що простір, який ми вважаємо "порожнім", насправді заповнене субатомними частинками, які безперервно то утворюються, то зникають ... Таким чином, порожнеча, або вакуум, теж є матерію. Отже, гіпотетично простір може існувати і після зникнення всіх великих об'єктів. Втім, суперечки з цього приводу ще не закінчені ...

Чи залишиться тоді сам простір?
Але чи правий великий вчений?
Маха зацікавило: а якщо Земля раптом зупиниться, при цьому всі інші зірки і планети будуть обертатися навколо неї, чи залишиться екватор таким же опуклим?