Rum i fysik
Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 19. marts 2022; verifikation kræver 1 redigering .Rum ( fysisk [1] eller almindeligt rum ) er det tredimensionelle rum i vores hverdagsverden og/eller den direkte udvikling af dette begreb i fysik (udvikling, måske nogle gange ret sofistikeret, men direkte, så vi kan sige: vores almindelige plads er faktisk er). Dette er det rum, hvori fysiske legemers position bestemmes, hvori mekanisk bevægelse finder sted , den geometriske bevægelse af forskellige fysiske legemer og objekter.
Forskellige abstrakte rum i den forstand, at de forstås i matematik , har intet at gøre med almindeligt ("fysisk") rum, bortset fra forholdet mellem en mere eller mindre fjern formel analogi (nogle gange, i nogle simple tilfælde, dog en genetisk forbindelse er også synlig, for eksempel for hastighedsrummet , pulsrum ). Normalt er disse nogle abstrakte vektor- eller lineære rum , dog ofte udstyret med en række yderligere matematiske strukturer. I fysik bruges termen rum i denne betydning, som regel nødvendigvis med en afklarende definition eller tilføjelse ( hastighedsrum[ ukendt udtryk ] , farverum , tilstandsrum , Hilbertrum , spinorrum ), eller i ekstreme tilfælde i form af en uadskillelig sætning abstrakt rum . Sådanne rum bruges dog til formulering og løsning af ganske "jordiske" problemer i et almindeligt tredimensionelt rum.
Sorter
I fysik betragtes også en række rum, der så at sige indtager en mellemposition i denne simple klassifikation, det vil sige dem, der i et bestemt tilfælde kan falde sammen med almindeligt fysisk rum, men i det generelle tilfælde er forskellige. fra det (såsom konfigurationsrum ) eller indeholde almindeligt rum som et underrum (som faserum , rumtid eller Kaluza-rum ).
I relativitetsteorien i sin standardfortolkning viser rummet [2] sig at være en af manifestationerne af et enkelt rum-tid , og valget af koordinater i rum-tid, herunder deres opdeling i rumlige og tidsmæssige , afhænger bl.a. valget af en specifik referenceramme [3] . I generel relativitetsteori (og de fleste andre metriske teorier om tyngdekraft ) betragtes rum-tid som en pseudo-riemannsk mangfoldighed (eller, for alternative teorier, endda noget mere generelt) - et mere komplekst objekt end fladt rum, som kan spille rollen som fysisk rum i de fleste andre fysiske teorier (men næsten alle almindeligt accepterede moderne teorier har eller antyder en form, der generaliserer dem til tilfældet med den pseudo-riemannske rum-tid af generel relativitet, som er et uundværligt element i det moderne standard fundamentale billede ).
I de fleste grene af fysikken afhænger selve det fysiske rums egenskaber (dimension, ubegrænsethed osv.) på ingen måde af tilstedeværelsen eller fraværet af materielle legemer. I den generelle relativitetsteori viser det sig, at materielle legemer modificerer rummets egenskaber, eller rettere rum-tid, "kurver" rum-tid.
Et af postulaterne i enhver fysisk teori (Newton, generel relativitetsteori osv.) er postulatet om virkeligheden af et bestemt matematisk rum (f.eks. Newtons euklidiske ).
Forskellige abstrakte rum (i den rent matematiske betydning af begrebet rum ) betragtes ikke kun i fundamental fysik, men også i forskellige fænomenologiske fysiske teorier relateret til forskellige felter, såvel som i skæringspunktet mellem videnskaber (hvor mangfoldigheden af måder at bruge disse rum er ret store). Nogle gange sker det, at navnet på det matematiske rum, der bruges i anvendt videnskab, tages i fundamental fysik for at betegne et abstrakt rum i den fundamentale teori, som viser sig at ligne det i nogle formelle egenskaber, hvilket giver udtrykket og konceptet mere livlighed og (abstrakt) synlighed, bringer det tættere på i det mindste på en eller anden måde noget lidt til hverdagsoplevelsen, "populariserer" det. Dette blev for eksempel gjort med hensyn til det ovennævnte indre rum af den stærke interaktionsladning i kvantekromodynamik , som blev kaldt farverummet, fordi det minder en del om farverummet i teorien om syn og polygrafi.
| Symmetri i fysik | ||
|---|---|---|
| transformation | Tilsvarende invarians |
Den tilsvarende fredningslov |
| ↕ Sendetid _ | Tidens ensartethed |
…energi |
| ⊠ C , P , CP og T - symmetrier | Tids isotropi |
... paritet |
| ↔ Udsendelsesplads _ | Rummets homogenitet |
…impuls |
| ↺ Rotation af rummet | Isotropi af rummet |
… momentum |
| ⇆ Lorentz gruppe (forstærker) | Relativitet Lorentz kovarians |
… bevægelser af massecentret |
| ~ Måletransformation | Måler invarians | ... opladning |
Se også
Noter
- ↑ Fysisk rum er et kvalificerende udtryk, der bruges til at skelne dette begreb både fra det mere abstrakte (i denne opposition betegnet som abstrakt rum ) og til at skelne det virkelige rum fra dets oversimplificerede matematiske modeller.
- ↑ Dette refererer til tredimensionelt "almindeligt rum", det vil sige rum i betydningen (1), som beskrevet i begyndelsen af artiklen. I den traditionelle relativitetsteoris traditionelle rammer er dette standardanvendelsen af begrebet (og for det firedimensionelle rum af Minkowski eller det firedimensionelle pseudo-riemannske mangfoldighed af almen relativitet anvendes begrebet rum-tid hhv. ). Men i nyere værker, især hvis dette ikke kan skabe forvirring, bruges begrebet rum også i forhold til rum-tid som helhed. For eksempel, hvis vi taler om et rum med 3 + 1 dimensioner, mener vi nøjagtigt rum-tiden (og repræsentationen af dimensionen som en sum angiver signaturen af metrikken , som bestemmer antallet af rumlige og tidsmæssige koordinater for denne rum; i mange teorier afviger antallet af rumlige koordinater fra tre; der er også teorier med flere tidskoordinater, men sidstnævnte er meget sjældne). På samme måde siger de " Minkowski space ", " Schwarzschild space ", " Kerr space " osv.
- ↑ Muligheden for at vælge forskellige systemer af rum-tid koordinater og overgangen fra et sådant koordinatsystem til et andet ligner muligheden for at vælge forskellige (med forskellige retninger af akserne) kartesiske koordinatsystemer i almindeligt tredimensionelt rum, og fra et sådant koordinatsystem kan du gå til et andet ved at dreje akserne og den tilsvarende transformation af selve koordinaterne - tal, der karakteriserer positionen af et punkt i rummet i forhold til disse specifikke kartesiske akser. Det skal dog bemærkes, at Lorentz-transformationerne , der fungerer som en analog af rotationer for rum-tid, ikke tillader kontinuerlig rotation af tidsaksen til en vilkårlig retning, for eksempel kan tidsaksen ikke roteres til den modsatte retning og endda til vinkelret (sidstnævnte ville svare til bevægelsen af referencerammen ved lysets hastighed) .
Litteratur
- Akhundov M. D. Begrebet rum og tid: oprindelse, evolution, udsigter. M., "Tanke", 1982. - 222 sider.
- Potemkin VK, Simanov AL Plads i verdens struktur. Novosibirsk, "Nauka", 1990. - 176 s.
- Mizner C. , Thorn K. , Wheeler J. Gravity . - M . : Mir, 1977. - T. 1-3.
 Ordbøger og encyklopædier | |
|---|---|
| I bibliografiske kataloger |