Проблема пространства и времени

      Вторая проблема связана с   представлением  о  начале  времени.  Истоки истории Вселенной относятся к  моменту  времени  t=0,  когда  произошёл  так называемый  «Большой  взрыв»,  понятие  времени  до  этого  момента   лишено физического, да и любого другого смысла.

      В релятивистской космологии  была показана относительность  конечности и бесконечности времени в различных системах  отсчёта.  Это  положение  особо чётко отразилось в представлениях о "чёрных дырах".  Речь идет об  одном  из наиболее  интересных явлений  современной   космологии   -   гравитационном коллапсе. С. Хокинс и Дж. Эллис  отмечают: "Расширение  Вселенной  во  многих отношениях   подобно   коллапсу  звезды,   если   не   считать   того,   что направление времени при расширении обратное".

      Как "начало"  Вселенной,  так  и процессы в "чёрных  дырах" связаны  со сверхплотным состоянием   материи.  Таким  свойством  обладают  космические тела после пересечения  сферы  Шварцшильда.  Независимо  от  того,  в  каком состоянии  космический объект  пересёк  соответствующую  сферу  Шварцшильда, далее  он   стремительно  переходит  в  сверхплотное  состояние в процессе гравитационного коллапса. После этого от звезды  невозможно получить никакой информации, т.к. ничто не может вырваться из  этой сферы в окружающее пространство - время: образуется "чёрная дыра".

      Между черной  дырой  и  наблюдателем  в  обычном  мире  пролегает бесконечность,   т. к. такая звезда находится за бесконечностью во  времени. Гравитационное замедление времени, мерой и  свидетельством  которого  служит красное смещение, очень значительно вблизи нейтронной звезды, а  вблизи черной дыры, у ее гравитационного радиуса, оно столь велико, что  время  там как бы замирает.  Для  тела,  попадающего  в  поле  тяготения  черной  дыры, образованной массой, равной 3 массам Солнца, падение с расстояния 1 млн.  км до гравитационного радиуса занимает всего около часа. Но по  часам,  которые покоятся вдали от черной дыры, свободное падение тела в ее  поле  растянется во времени до бесконечности.  Чем  ближе  падающее  тело  к  гравитационному радиусу, тем более медленным  будет  представляться  этот  полет  удаленному наблюдателю.   Тело,   наблюдаемое   издалека,   будет   бесконечно долго приближаться к гравитационному радиусу и никогда не достигает  его.  В  этом проявляется замедление времени вблизи черной дыры.

      Таким образом, оказалось,  что  пространство -  время  в   общей  теории относительности  содержит  сингулярности, наличие которых заставляет пересмотреть концепцию пространственно - временного  континуума как  некоего дифференцируемого "гладкого" многообразия. Возникает  проблема, связанная  с представлением о  конечной  стадии  гравитационного    коллапса,  когда  вся масса звезды спрессовывается в точку, когда бесконечна  плотность материи, бесконечна кривизна пространства и т.д. Это вызывает обоснованное сомнение. Некоторые ученые считают, что в заключительной стадии гравитационного  коллапса вообще не существует  пространства -  времени.  С. Хокинг  пишет: «Сингулярность -  это  место,  где  разрушается  классическая концепция  пространства и времени  так  же,  как  и   все  известные  законы физики,  поскольку   все   они   формулируются   на   основе   классического пространства – времени». На заключительных  стадиях  гравитационного  коллапса  вблизи  следует принимать во внимание квантовые эффекты. Представляется, что они  играют  на этом уровне доминирующую роль и могут  вообще  не  допускать  сингулярности. Предполагается,  что   в   этой   области   происходят субмикроскопические флуктуации  материи, которые и составляют основу глубокого микромира.

      Представления о  пространстве  и  времени,  формулирующиеся   в  теории относительности   Эйнштейна,   на   сегодняшний   день   являются   наиболее последовательными. Но они являются макроскопическими, так как  опираются  на опыт исследования макроскопических объектов, больших  расстояний  и  больших промежутков времени. При построении теорий, описывающих  явления  микромира, эта  классическая  геометрическая  картина,  предполагающая непрерывность пространства и времени (пространственно-временной   континуум), была перенесена на новую область без каких-либо  изменений. Экспериментальных данных, противоречащих применению теории относительности в микромире, пока нет. Но само развитие квантовых теорий,  возможно, потребует пересмотра представлений о физическом пространстве и времени. 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 

   Проблема  времени и пространства всегда интересовала человека не только в рациональном, но и на эмоциональном уровне.  Люди  не  только  сожалеют  о прошлом,  но  и  боятся  будущего,  не  в  последнюю  очередь  потому,   что неотвратимый поток времени влечет к их смерти.  Человечество  в  лице  своих выдающихся  деятелей  на  протяжении   всей   своей   сознательной   истории задумалось над проблемами пространства и времени, немногим  из  них  удалось создать свои теории,  описывающие  данные  фундаментальные  атрибуты  бытия. Пространство и время лежат в основе нашей картины мира. Прошлый век - век бурного развития науки был наиболее плодотворным в плане познания времени и  пространства.  Появление  в  начале  века  сначала специальной,  а  потом  и  общей  теории  относительности  заложило   основу современного научного представления о мире,  многие  положения  теории  были подтверждены опытными данными. Тем не менее, как показывает, в том  числе  и эта работа, вопрос познания пространства и времени, их природы,  взаимосвязи и  даже  наличия  во  многом  остается  открытым.  Пространство  и  время являются способом, которым мы мыслим, а не условиями, в которых мы живем, в котором во многом отразилась противоречивость и нерешенность проблемы.

Список  литературы 

1. Аскин Я.  Проблема времени. Её физическое  истолкование. - М., 1986 г.

2.  Ахундов   М.  Концепции  пространства  и   времени:   истоки,   эволюция,

перспективы. - М., 1982 г.

3. Ахундов М.  Пространство и время в физическом  познании. - М., 1982 г.

4. Еремеева А.  Астрономическая картина мира  и ее творцы. - М., 1984 г.

5.Спиркин  А. Г. Основы философии: Учебное пособие для вузов. – М.: «Политиздат», 1988.

6. Петросян  А. А. Время и пространство  в философии. – М., 2002 г.

7. Рейхенбах Г. Философия пространства и времени. - М., 1985 г.

8. Эйнштейн А. Собрание научных трудов в четырёх томах.  Том I.  Работы  по

теории относительности 1905-1920. - М., 1965 г.

9. Эйнштейн А.,  Инфельд Л. Эволюция физики. - М., 1967 г.