Нереальное возможно. Астрономия, физика, математика. Поговорим.

[Elvellon]

Ничего не понял, но пожалуйста, поподробнее о 3-, 4- мерности, событиях, точках, линиях и т.п. Явно что-то интересное .

Эдит:В связи с этим кое-что интересное нашел:
http://iolly.by.ru/izvrat.htm
Что думаете?

[Галерион Мистик]

Событие характеризуется 4-мя координатами - одной временной и тремя пространственными (такова жизнь). Из частной теории отностительности следует, что при переходе из одной системы отсчета в другую временная и пространственная координаты могут переплетаться. А в гравитационном поле, создаваемом скоплением масс, универсального хода часов и универсального масштаба - нет (т.к. они меняются со временем и переходами от точки к точке), поэтому свойства пространства-времени определяются материей. Это значит, что представление о независимых друг от друга пространстве и времени вообще говоря упрощенное.
Это одна из основных идей теории относительности.

[Alyona]

Может не совсем по теме, но очень красивые картинки и есть что почитать.

http://www.astronet.ru/

Можно сказать научно-популярным языком.

[Галерион Мистик]

Да. Это товарищи из ГАИШ МГУ его делают, и хотя часто есть очень спорные моменты, сайт хороший.

[Vasya Gondorsky]

Поправка: временные и пространственные координаты не могут переплетаться. Пространство-время искривляется под действием материи, но это не мешает нам (локально) разделять пространство и время.
Собственно, временную и пространственные координаты события признавала и классическая физика, отличие было в том, что в классической физике время было единым, а в релятивистской "времена" могут быть разными, время тоже зависит от системы отсчета, и для разных наблюдателей порядок событий может даже меняться местами.

[Alyona]

очень интересная тема.


Вобщем-то 4-х мерное пространство не так и страшно, всего 4 базисных вектора, можно даже в вычислениях можно не запутаться, с точки зрения математики, а вот с физикой чувствую все сложнее.

У вас такая терминология........
Чувствуешь себя абсолютно неграмотным человеком

Так значит будем просвещаться, очень интересно.

[Matrix]

Первоначальное сообщение от Галерион Мистик
...Но вот есть интересный механизм, основанный на принципе неопределенности Гайзенберга: упрощенно это так: гравитационное поле порождает пары частиц, область неопределенности их может выйти за рамки горизонта событий, а там они могут проаннигиллировать с испусканием света, т

Интересно, что за пары частиц и с чем они могли бы проаннигиллировать?

Статистические распределения по координатам и импульсам не являются независимыми, из чего следует, что координата и импульс частицы не могут иметь одновременно точных значений (принцип неопределённости Гейзенберга) ,
Что такое рамки горизонта событий?

[Matrix]

Первоначальное сообщение от Elvellon
Напомните мне, плз, какой формы современная наука считает вселенную. Вроде бы, что-то типа трехмерной ленты Мёбиуса в четырехмерном пространстве?

Тогда получается замкнутая вселенная? Без начала и конца. А попасть в прошлое или будущее можно по перпендикуляру к нашему трехмерному миру?

[Matrix]

Галерион Мистик
а почему только одна координата времени а пространственных три? Никакой симметрии, однако? А, не может быть три временных координаты?

[Vasya Gondorsky]

Первоначальное сообщение от Matrix

Интересно, что за пары частиц и с чем они могли бы проаннигиллировать?

Статистические распределения по координатам и импульсам не являются независимыми, из чего следует, что координата и импульс частицы не могут иметь одновременно точных значений (принцип неопределённости Гейзенберга) ,
Что такое рамки горизонта событий?

Насколько я понимаю, Галерион имеет в виду испарение Хокинга, так там, насколько я помню, дело в том, что энергия порождает пары частиц, которые не успевают саннигилировать обратно из-за того, что (действительно из-за принципа неопределенности) одна из частиц оказывается вне горизонта событий черной дыры. Посредством этих оказавшихся вовне частиц черная дыра теряет массу.

Тогда получается замкнутая вселенная? Без начала и конца. А попасть в прошлое или будущее можно по перпендикуляру к нашему трехмерному миру?

Замкнутая вселенная получается только в пространственном смысле, да и то если космологическая постоянная окажется положительной. Замкнутости по времени в любом случае нет. Есть начало (большой взрыв), и есть предполагаемый конец. Вся штука в том, что движение во времени, которое мы все считаем очевидным, до сих пор толком не объяснено наукой. Уравнения Эйнштейна симметричны во времени. Эволюция квантовой системы тоже симметрична. Пространство-время вообще как бы статично - оно представляет собой некое многообразие в четырехмерном пространстве, содержащее мировые линии всех частиц от начала Вселенной до его конца.
Существуют некоторые процессы, несимметричные во времени - редукция квантовой системы к классической, например. Но удовлетворительного объяснения этого явления до сих пор нет. Когда мы его получим, это будет означать востину революционный переворот в наших представлениях о мире, тогда мы наверняка и структуру времени будем лучше понимать, и, возможно, самую главную из тайн - наше собственное сознание.

Галерион Мистик
а почему только одна координата времени а пространственных три? Никакой симметрии, однако? А, не может быть три временных координаты?

Как говорил один мой преподаватель: "Это вопрос ко мне или к Создателю?"

[Галерион Мистик]

Vasya Gondorsky
Так, о чем собственно спор? То что в нерелятивистком случае нет необходимости в четырехмерном пространстве, я согласен. А вот то, что пространство и время связаны между собой, образуя четырехмерный мир, и все физические феличины являются четырехмерными (скаляры, векторы, тензоры) - это важнейшее достижение физики 20 века.

Matrix
Горизонт событий - поверхность объекта Шварцшильдовского радиуса (радиуса черной дыры) - никакая частица, даже свет не может выйти из объема сферы этого радиуса.
Если говорить об испарении черных дыр. Не знаю, насколько внятно я могу это объяснить. Вообще, с точки зрения квантовой механики вакуум не является пустотой, это, скорее, "каша" из виртуальных частиц, а вернее, пар частиц, но эти частицы короткоживущие, а потому мы их видеть не можем, хотя при определенных условиях они могут стать и долгоживущими (т.е. уже реальными), под действием, например, сильного электромагнитного поля (это факт) - происходит как бы рождение пары частица-античастица. Стивен Хокинг предположил, что сильное гравитационное поле тоже может таким образом порождать пары частиц, причем одна из пары может оказаться вне сферы гравитационного радиуса и обладать положительной энергией, а тем самым улететь на бесконечность, может проаннигилировать с античастицей, если таковая образуется тем же методом рядом, а также это может быть вообще фотон. Вторая частица из пары, естественно, остается за горизонтом событий.

Что касается о количестве координат - в Эйнштейновской теории количество таково. Есть теории, в которых на время выделено 4 координаты, а есть и те, кто полагают, что верной будет лишь та теория, в которой будет чуть ли не 500 измерений. Но вот, как говорил Зельдович, не надо опровергать то, что работает, хотя это может и не быть верным. Теория Эйнштейна в слабых полях - прекрасно работает. Да, неизвестно, работает ли в сильных, но пока нет данных для опровержения, поэтому можно считать ее верной.

[Vasya Gondorsky]

Галерион, четырехмерных скаляров не бывает.

[Галерион Мистик]

Скаляр - это такая функция, величина которой не изменяется при любом преобразовании координат. Почему такого не может быть в четырехмерном пространсве (тем более, что это имеет место) и как можно представить физику без скалярных величин - я не понимаю.

[Vasya Gondorsky]

Потому, что это число. Число, соответственно, не бывает четырехмерным, оно одномерно.

[Галерион Мистик]

Когда я говорю, что величина является четырехмерным скаляром, то я имею в виду, что она инвариантна к поворотам _четырех_мерной системы координат. Сравни мое определение со своим, что скаляр это просто число.
Пример. Есть понятие объема. В одномерном случае он измеряется в метрах (как длина), в двумерном - это уже величина двумерная - метр квадратный (площадь), в трехмерном - это уже кубический метр. Понятно, что во всех случаях это числа, но тем не менее они разной размерности - их нельзя складывать, к примеру.
Вообще, можно сказать, что скаляр - это тензор 0-го ранга

[Vasya Gondorsky]

В любом случае, объем - это действительное число, значение интеграла. Кстати, тензор нулевого ранга - это тоже число, какую размерность пространства не возьми.

[Галерион Мистик]

Верно, скаляр - это и есть тензор нулевого ранга.
Вообще я в некотором недоумении - у меня этот вопрос никогда не вызывал никаких сомнений. На всякий случай скажу, что это не я такое придумал, но в то же время. никаких нарушений логики в этом не вижу.

[mishonet]

Первоначальное сообщение от Vasya Gondorsky

Замкнутая вселенная получается только в пространственном смысле... Замкнутости по времени в любом случае нет. Есть начало (большой взрыв), и есть предполагаемый конец.

Вот этот вопрос меня занимал, примерно лет с... ну, с того момента, как я вообще узнала о том, что бывает такая штука, как "вселенная"
До начала ведь тоже что-то было? А также после конца что-то будет? Сорри, за абсолютно безграмотный и дилетантский вопрос...

ЗЫ: То же и по поводу бесконечности. Не на уровне математики, а так, на уровне чайника. Если что-то замкнуто, значит за пределами этого все равно что-то имеется? и так далее?..

/застенчиво/ Растолкуйте, специалисты! Какие предположения на этот счет у науки - на сегодняшний день?

[Галерион Мистик]

de'Mishonet
Спасибо, что появились, а то я думал, что мы тут всех распугали
Вот что было до начала - это величайшая загадка. Те, кто этим занимаются, обычно сухо повторяют сухие слова: квантово-механический вакуум, на просьбу рассказать подробнее, могут показать монографии с жуткими математическими выкладками.
А насчет того, что будет после конца... Ну, мы еще не знаем, каким он будет и будет ли вообще. Пока мы стабильно расширяемся. Еще есть теория о нестабильности протона. Если это так, то все вокруг ожидает т.н. фотонно-лептонная смерть - вся вселенная будет состоять исключительно из фотонов, электронов и нейтрино, никаких ядер. А так, это все лишь теории.
Насчет бесконечности - я не совсем понял, почему из того, что что-то замкнуто следует, что за пределами что-то имеется?

[Matrix]

Галерион Мистик и Vasya Gondorsky.

Смотрю с физикой у вас лучше, чем у меня. Меня, конечно, это все занимало, но такие подробности просто поиском по ссылкам в инете не узнаешь. Видать, вы или учились по теме или фанаты.
Вопросы специалистам:
Что такое прошлое настоящее и будущее?
А настоящее это что только дискретность мозга?

Если прошлое настоящее и будущее существует одновременно, а мы просто движемся в каком то отрезке:
То мы весь этот отрезок и будущее предопределенно?

Если прошлое "умирает", а будущее "появляется":
Какой силы должен обладать момент настоящего, чтобы сотворит будущее. Куда девается прошлое. Или, как в "Лангоньерах"?

Просьба не отвечать: Это вопрос ко мне или к Создателю?

[Vasya Gondorsky]

Галерион, ну просто скаляр - это число, а число не может быть четырехмерным.
de'Mishonet, понятие "вне" имеет смысл только если есть дополнительное измерение. Если ты смотришь извне на замкнутую сферу, то подразумевается, что есть дополнительное измерение, в котором можно двигаться - перпендикулярно к ее поверхности. Если же такого измерения нет или оно недоступно, то вопрос о том, что находится вне сферы в данных условиях не имеет смысла.
Примерно та же ситуация со временем - до начала и после конца времени не было и не будет, если вообще об этом возможно говорить с использованием временных форм глаголов. Так что корректного ответа на этот вопрос нет. Возможно, появится новое время, и до Большого взрыва также было время предыдущей Вселенной, но эти Вселенные разделяет сингулярность, которая не позволяет пока что-то утверждать об этом.
Matrix, хороший вопрос. Правда, на сегодняшний день понимания того, что это такое, по большому счету, нет. С формальной точки зрения, это просто моменты на условной оси времени, которую можно связать с временной координатой наблюдателя в четырехмерном пространстве-времени. Но это не дает ответа на вопрос - почему прошлое в прошлом, а будущее - в будущем. Мы ведь ясно представляем и ощущаем, что время как бы "течет", причем из прошлого в будущее. Так вот этот феномен ощущения "течения" времени ни в современной физике, ни в психологии, ни где бы то еще - не объясняется. Как я уже говорил, уравнения Эйнштейна относительно времени симметричны.
Говорить, что прошлое и будущее существуют одновременно - это затягивать на своей шее петлю неизбежного парадокса. Нельзя говорить о прошлом и будущем в настоящем времени. Прошлое (с точки зрения наблюдателя) существовало, а будущее - будет существовать.
В общем-то, господствующей точкой зрения на вселенную является что-то вроде компьютера, который на каждом такте времени просчитывает эволюцию системы - а поскольку у нас есть возможность сравнивать разные состояния системы, то мы как бы и отличаем прошлое от настоящего и предвидим будущее. Но это скорее классический взгляд на Вселенную. Теория относительности и квантовая механика подкинули этой модели массу проблем.
Например, для наблюдателя А момент 1 может идти перед моментом 2, а для наблюдателя Б - наоборот. С квантовой механикой "еще хуже", там допускается принципиальная возможность некоторого "влияния" настоящего на прошлое. Да-да, именно так. Так что правильным будет сказать, что прошлое, настоящее и будущее создается не без деятельного участия наблюдателя. Что укрепляет уверенность в том, что до понимания всех этих процессов нам еще пахать и пахать.

[Галерион Мистик]

Вася, насчет скаляра, не знаю что и сказать. Вроде я и примеры привел (с теми же объемами - понятно, что трехмерная площадь не имеет смысла в двумерном пространстве) и определение точное дал (об инвариантности по отношению к преобразованиям). Если уж так мне недоверяешь - посмотри в любой книге по ОТО или в Интернете.

[Vasya Gondorsky]

Трехмерная в двумерном - не имеет. Двумерная в трехмерном - еще как имеет.
Я не понимаю, с чем ты споришь? С тем, что тензор нулевого ранга, он же скаляр - это число? Это в любом учебнике по векторной алгебре написано.

[Галерион Мистик]

То, что тензор нулевого ранга - это скаляр и число - я сам сказал. Я спорю с тем, что ты утверждаешь, что понятие четырехмерного скаляра не имеет смысла. Это не так.

[Vasya Gondorsky]

Что такое четырехмерное число?

[radio_weiss]

Да, а расскажите мне про "темную энергию", плз.

[Alyona]

Ребята, как математик заявляю, скаляр это число.

И оно не может быть четырех мерным.
Набор чисел, это уже простите вектор.

Если бы про четырехмерный скаляр услышал бы мой научный, его бы кондратий хватил.
Вне зависимости от объяснений.

[Галерион Мистик]

Я плакал... Ну поверьте мне, не я придумал такую терминологию. Еще раз говорю: скаляр - это _функция_, величина которой не изменяется при любом преобразовании координат. Если функция обладает такими свойствами в четырехмерном пространстве, то скаляр - четырехмерный. Я не люблю кого-то отсылать к источникам, но не поленитесь, откройте какую-нибудь книжку по ОТО и посмотрите, что такое понятие имеет место или поищите в Интернете. Алёна, можешь спросить и своего научрука - кондрат его не хватит, это я обещаю.

[Alyona]

Те как я поняла, значение функции есть скалярная величина,
и это все измеряется в четырехмерном пространстве,так?

То есть ты хочешь сказать что если бы все это было бы в 10-мерном пространстве, то был бы десятимерный скаляр?

Мысль то я твою поняла, но звучит это как-то очень странно.

[Vasya Gondorsky]

Не, скалярные поля-то и в классике есть, электрический потенциал какой-нибудь (в отличие от, скажем, силового поля, которое векторное).
Но это скаляр трехмерным не делает, конечно.