Пространство и время в специальной теории относительности

Пространство и времяВо всех инерциальных системах отсчета пространство и время однородны. Это означает, что независимо от выбора начала отсчета пространственных координат и момента времени расстояние между двумя точками в данной системе отсчета одинаково, и промежуток времени между двумя событиями в данной системе отсчета один и тот же.

Кроме того, пространство еще является изотропным. Это означает, что в пространстве нет какого-либо выделенного направления, а все направления равноправны.

В общей теории относительности показывается, что свойства пространства и времени зависят от находящихся в пространстве физических тел. Отличия свойств реального пространства-времени, в котором есть физические тела, от свойств пустого пространства тем больше, чем больше гравитационное поле и чем более оно неоднородно.

Расстояние между двумя точками и промежуток времени между двумя событиями не являются инвариантами, то есть эти величины зависят от выбора системы отсчета. Правила пересчета расстояний между точками и промежутков времени между двумя событиями при переходе из одной инерциальной системы отсчета в другую инерциальную систему отсчета предложил Г.А. Лоренц. Соответствующие формулы преобразования координат и времени называются преобразованиями Лоренца. Они были подобраны так, чтобы уравнения Максвелла были инвариантны при переходе из одной инерциальной системы отсчета в другую.

Инвариантом преобразований Лоренца является так называемый пространственно-временной интервал. Пространство и время не являются разными сущностями, а представляют собой единое целое. Мы должны их рассматривать как четырехмерное пространство-время с особыми свойствами.