Štiridimenzionalni prostor

Danes vsak šolar ve, da je prostor, v katerem obstaja oseba, tridimenzionalen, to je, da ima tri dimenzije: dolžino, širino in višino. Toda kaj je štiridimenzionalen prostor? Če ne raziskujemo le prostorskega položaja telesa, temveč tudi, kako se s časom spreminja, to je procesi, ki se pojavljajo v tridimenzionalni prostor, je še en koordinatni čas. Štiridimenzionalni prostor in je sestavljen iz treh prostorskih in enkratnih koordinat. V tem primeru se fiziki in filozofi pogovarjajo o enem samem vesoljskem času. Čas in prostor sta med seboj povezani. V bistvu se manifestirajo kot različni strani štiridimenzionalnega prostora-časa.

Štiridimenzionalni prostor kot enotnost prostora in časa ima zanimivo lastnost, ki je posledica teorija relativnosti A. Einstein. Sestoji iz dejstva, da s hitrostjo telesa, ki se približuje svetlobi, čas počasi teče na njem in se telo sama zmanjšuje.

Zamisliti si, da takšen prostor s štirimi dimenzijami ni dovolj enostaven. Ko sva stopila v šolo geometrijske oblike, niso imeli nobenih posebnih težav - bili so dvodimenzionalni (imeli so širino in dolžino). Težko je bilo pripraviti in predstavljati tridimenzionalne figure - stožce, piramide, valje in druge. In zamisliti, da so štirimestne številke precej težke tudi za matematike in fizike.

Seveda je potreben koncept "štirimestnega prostora", da se navadimo. Fiziki-teoretiki uporabljajo koncept štirimestnega prostora-časa kot orodja pri izračunu, razvijajo v tem svetu štirimestne geometrije.

Teorija A. Einsteina pravi, da gravitacijska telesa prispevajo k ukrivljenosti štiri-dimenzionalnega prostora-časa okoli sebe. Ni enostavno vizualizirati "običajnega" prostora-časa, prepleteni pa je še težji. Toda fizikalni teoretiki ali matematiki ni treba ničesar predstavljati. Zaobljenost za njih pomeni spremembo geometrijskih lastnosti teles ali številk. Na primer, obod se nanaša na njegov premer na ravnini kot 3.14, na ukrivljeni površini pa to ni čisto tako. Teoretično je ruski matematik N. Lobačevski teoretično predlagal možnost zaokroževanja štiridimenzionalnega prostora v začetku devetnajstega stoletja. Sredi devetnajstega stoletja je nemški matematik B. Riemann začel raziskovati "ukrivljene" prostore ne samo treh dimenzij, ampak tudi štiri, nato pa s poljubnimi številnimi dimenzijami. Od takrat se geometrija ukrivljenega prostora imenuje ne-evklidska. Ustanovitelji neevklidske geometrije niso natančno vedeli, v kakšnih pogojih bi bila njihova geometrija koristna. Matematični aparat, ki so ga ustvarili, je bil kasneje uporabljen pri formulaciji teorije splošne relativnosti (splošna teorija relativnosti).

A. Einstein je pokazal zanimiv učinek na čas: na močnem gravitacijskem polju se bo čas počasneje gibal kot zunaj njega. To pomeni, da bo čas na Soncu potekal počasneje kot na Zemlji, saj je gravitacijska sila Sonca znatno večja od gravitacijske sile Zemlje. Iz istega razloga so ure na določeni višini nad Zemljo nekoliko hitrejša kot na površini našega planeta.

Za celotno znanost so zelo pomembne tako odkrite lastnosti znanstvenika, ki ga upočasnjujejo poleg nevtronskih zvezd, zaustavljajo čas v "črnih luknjah", hipotetično možnost "prehoda" časa v vesolje in obratnega procesa.

Zunaj področja gravitacije se imenuje prost prostor - okolje, v katerem gravitacijska sila na telesu ali sploh ne, ali deluje zelo šibko v primerjavi z zemeljsko težo. Zvezde so v vesolju in večina je prostega prostora.