Einstein szerint a tér el tud görbülni! Hogy lehet ez? Ha egyszer a tér egy végtelen semmi, ami csak arra ad lehetőséget minden anyagnak, hogy benne legyen, és ott vitatkozzanak egymással, de Ő nem szól bele semmibe, csak a helyet biztosítja.

Aranyosan fogalmazol, jót mosolyogtam (nem rajtad). A tér nem csak egy végtelen semmi, ami a helyet biztosítja. Nem hobbiból görbül meg, hanem nagy tömegű égitestek, pl csillagok, fekete lyukak görbítik el az extrém nagy gravitáció által. Persze emberi aggyal ezeket elég nehéz elképzelni.

Kérdésedre a csillagászok majd kielégítőbb válaszokat adnak, mint én.

A tér nem csak a helyet biztosítja, de a tér különböző pontjai közötti viszonyokat is meghatározza. A térben például definiálva van egy szakasz. Azon pontok halmaza, amit mondjuk a fény – vagy bármi más – megtesz, ha a legrövidebb úton jut el a szakasz egyik pontjából a másikba.

Vedd a Földet. A Föld egy háromdimenziós objektum. De a felülete meghatároz egy kétdimenziós „teret”. Azért két dimenziós, mert két adattal egyértelműen definiálható rajta egy pont. Ez egy görbült felület, ha máshogy fogalmazom meg, akkor egy görbült kétdimenziós tér. Miből lehet ezt érzékelni ezen a téren belül?

Például, hogy nem igazak azok a geometriai törvények, amelyek egy euklideszi térben igazak. Például ki lehet jelölni a Földön három pontot. Ezeket a pontokat össze lehet kötni egy-egy olyan szakasszal, ami a legrövidebb utat jelenti a két pont között a felületen (a 3D térből nézve egy görbe vonal lesz, egy délkör egy szelete, de a 2D felületen ezt nevezzük egyenesnek, hiszen nincs rövidebb út, ami összekötné az adott két pontot). Itt például a háromszög szögei nem 180°-ot adnak ki. Persze kicsiben közelítőleg igen, de szélsőséges esetben ha az egyik pont az Északi-sarkon van, a másik kettő az egyenlítőn egymástól 10 000 km-re, akkor egy olyan háromszöget fogsz kapni, aminek három derékszöge van, a háromszög szögeinek összege 270°. (Illusztráció: [link] )

Egy görbült felület, tér nem rakható ki egyenes térrészekből. Ha most a Föld minden négyzetkilométeréről csinálunk egy térképszeletet, ezeket nem lehet síkban összerakni egy térképpé. A sík térképek mindig torzítanak valamit. Ha torzítás nélkül rakjuk össze ezeket a térképdarabokat, azt maximum úgy lehet, hogy egy gömbfelületre ragasztjuk őket. (Bár minimális torzítás ott is lesz.)

Na most ugyanezt képzeld el, csak nem egy kétdimenziós térben (kétdimenziós felületen), hanem egy háromdimenziós térben. Ja… Inkább ne képzeld el, úgysem fog sikerülni. De – bár elképzelni a mi normál 3D térhez szokott agyunkkal nem igazán lehet – számolni, a matematikáját felírni remekül meg lehet tanulni.

A tömeg térgörbítő hatását sokféleképpen megmérték, igazolták, a mérési eredmények összhangban vannak az általános relativitáselmélettel.

Nem csak tér, hanem a téridő görbül el anyag vagy energia közelében. A görbülés oka pedig az ekvivalenciaelv:

"Az ekvivalenciaelv az általános relativitáselmélet egyik alapkonceptusa. Az elv a súlyos és tehetetlen tömeg egyenértékűségével (ekvivalenciájával) foglalkozik. Noha korábbi megközelítései is léteznek, magát az elvet teljességében Albert Einstein vezette be.

Elsőként Galileo Galilei fejezte ki, hogy különböző tömegű testekre ugyanaz a gyorsulás hat gravitáció által. Newton gravitációs törvényében már szerepel a gravitációs és tehetetlen tömeg egyenértékének elve.

A g-vel gyorsított rakétán belül a labda pont úgy viselkedik, akár a Föld felszínén.

Einstein viszont továbbvitte a gondolatmenetet, és azt észlelte, hogy a lokális gravitációs gyorsulás megfelel egy gravitációmentes térbeli gyorsuló vonatkoztatási rendszerben észlelt gyorsulás hatásával, és (ugyancsak lokálisan) a kettő nem különböztethető meg. A fizikus azt következtette, hogy a gravitációs tér jelenléte nem más, mint maga a vonatkoztatási rendszer gyorsulása. Egy szabadesésben lévő tárgy valójában nem gyorsul, hanem tehetetlen mozgást végez, de a bolygó gravitációs tere meggörbült téridőt hoz létre, és az idő elnyújtása (amint a tárgy a bolygó felé halad) egy látszólagos gyorsulást eredményez. Erre jó hivatkozás az, hogy egy gyorsulásmérő nullát mutat szabadesésben, tehát nincs valódi gyorsulás.

Ezek alapján Einstein megjósolta, hogy a gravitációs tér meggörbíti a fényt, majd belefoglalva az elvet a speciális relativitáselméletbe, megalkotta az általános relativitáselvet."

A téridő mezejét ne úgy képzeld el, mint egy végtelenül merev hálót, hanem inkább úgy, mint egy rugalmas lenne.

Annyit még, hogy a tér az nem "semmi".

A tér határozza meg a világunk szerkezetét: pl. terjedni tud benne a fény és az elektromágneses sugárzások. Lehet benne mozogni. Ezen kívül folyamatosan részecskék keletkeznek benne, és utána gyorsan össze is olvadnak újból (de ha elég trükkös vagy, el lehet őket fogni).

A semmi - úgy gondoljuk - hogy ezen a téren KÍVÜL helyezkedik el. Ott a fentieket valószínűleg nem lehet!

Talán a gravitáció működik ott is.

A világ - és benne a tér- a szabályokat is megadja, amiknek minden engedelmeskedik. :D

Egy érdekes példával élve, a világ működhetne úgy, mint egy programozott videójáték, ahol minden tárgy a SAJÁT, belső, egyedi fizikai törvényeivel rendelkezik.

Ha valami lefelé esne, akkor az azért történne, mert abban az entitásban van egy saját belső program, parancs, ami azt mondja neki, hogy ezt tegye. Egy videójátékban például egy olyan kóddarab, ami azt mondja, hogy "ha ez a pixle "Üres"nek minősített másik pixellel érintkezik, mozgads a pixelt LE." Ha ezt a kódot kivesszük az entitásból, akkor egyszerűen lebegve marad. :D

Egy ilyen világban bármi lehetséges, csak az entitás belső parancsát kell átírni, és sebezhetetlenné válik.

A való világ ehelyett úgy működik, hogy van egy általános "gravitáció" nevű dolog, ami azt parancsolja, hogy minden dolgok lefelé essenek. (Pontosabban a nagyobb tömegű dolgok felé.)

A TÉR lényegében ezeknek a törvényeknek az a része, ami a geometria tárgykörébe esik. (Távolságok, méretek, helyzetek, stb.)

Geometriát tanultál, ugye? Emlékszel, hogy a teret úgy határozza meg, hogy megad három egymásra merőleges egyenest, és mindennek a helyét ezeknek az X, Y, Z tengelyeken meghatározható koordinátáik (helyzetük) alapján ad meg?

(Ezt egyébként úgy hívjuk, hogy egy euklideszi tér Descartes-féle koordinátarendszerrel, azokról a tudósokról, akik leírták.)

De ez a modell messze nem az egyetlen, ami lehetséges.

Sőt!

Évszázadokon át vitatott volt, amit úgy hívunk, hogy az "5. posztulátum".

5 axióma szükséges, hogy "megadjuk az euklideszi rendszert:

[link]

A csavar ott jön, hogy úgy tűnik, a rendszer az 5. nélkül is működik.

[link] De persze ez csak elmélkedés, a világunk nem ilyen...ugye?

Bukta, mert mint kiderült, pontosan ez a helyzet.

Amit a relativitáselmélet a világ leírására használ, az az ún. Riemann-geometria, ami hamisnak nyilvánítja az 5. posztulátumot és módosítja a 2.-ikat.

Euklidész 5:

Egy egyenessel egy rajta kívüli ponton keresztül csak 1 párhuzamos húzható.

Riemannian geometria: Nincs egyetlen olyan egyenes, ami párhuzamosnak mondható.

Euklidész 2:

Egy egyenes végtelenig meghosszabbítható.

Riemann: egy egyenes végtelenig meghosszabbítható, de minden egyenes vonal egyforma hosszú.

(bocs, kicsit talán eltértem a fő tárgytól)

Az, hogy a tér el tud görnülni, lényegében úgy kell felfogni, mintha a geometriai "tengelyek" defomrálódnának, és ezzel az összes távolság, méret stb. szabályai is hasonlóan módosulnak.

(A valóságban ez bonyolultabb: a Riemann geometria kicsit magasabb szintű matematika, mint az eléggé egyszerű euklideszi rendszer. Azt fogd fel, hogy az euklideszi rendszer is csak egy matematikai modell, más modellek ugyanolyan életre jogosultak.)

1) A filozófiai/metafizikai "semmi" fogalma SZVSZ erősen ellentmondásos. Legalábbis a naiv megközelítés. Például van aki a definícióba beleérti hogy ne legyen a "semmi"-nek tulajdonsága, majd azon rágódik hogy ha így definiál valamit, akkor annak miért van mégis..

Alapvetően nem tartom jó iránynak a metafizikai (naiv) "semmi" fogalmát behozni. ((Feltételezem hogy a modern metafizika már nem eleve ellentmondásos definíciókkal dolgozik. De azt nem ismerem, gondolom te sem, meg az emberek sem. Emiatt nem javaslom a használatát))

(Ez metafizika mellett nyelvfilozófiai/logikai probléma is, hogy ha az ember definiál valamit (mondjuk a "semmi"-t), akkor az általa a definícióban kikötött tulajdonságok vonatkozhatnak-e magára a definícióra. Nyilván a válasz nemleges, a kérdés az, hogy akkor mi az, ami egy definícióban megengedett)

2) Abból hogy csak a helyet biztosítja, még nem adódik, hogy hogyan biztosítja a helyet. Úgy is lehet helyet biztosítani, hogy görbült vagy.

Pl: végy a kezedbe egy labdát és egy filcet. Ekkor a labda a helyet biztosítja az ábráidnak, mégis görbült. Például két gömbi egyenes (gömbi egyenes olyan vonal, amely nem hajlik sem jobbra, sem balra, azaz egy szimmetriatengely) kétszer is metszheti egymást.

Lehet hogy a térrel is így van, vannak benne többször metsző egyenesek, miért ne lehetne.

3) A "tér" fogalma sokkal kevésbé adott eleve, mint mondjuk az "asztal" fogalma. Több, eltérő módon is lehet gondolni rá.

Lehet úgy is definiálni a teret és a gravitációt, hogy a fényre a gravitáció hat, és a fény görbült pályán mozog a térben, meg lehet úgy is definiálni a teret és a gravitációt, hogy a fényre nem hat a gravitáció, hanem azt _hívjuk_ egyenesnek, amin a fény végighalad.

(Azt hiszem egyik definíció sem egyértelmű, értelmes, hasznos. Az is lehet hogy mindkét definíció ellentmondásra vezet, és így nem lehet definiálni a teret, esetleg sehogy. Lásd következő pont.)

Arról, hogy többféle, ekvivalens módon lehet definiálni a dolgokat, itt egy viszonylag részletesebb írás: [link]

(a szerző ennek a kérdéskörnek elismert szakértője (fixme) mondjuk nekem személy szerint nem igazán tetszik.

A korongos példa, ahol a hőmérséklet állandó és a méterrúd csökken, vagy a méterrúd állandó, és a hőmérséklet csökken, viszont látványos.)

Ezért lehet hogy te "tér" alatt nem ugyanazt érted, mint mások, mondjuk a fizikusok.

4) Azt hiszem, hogy nem is igazán igaz, hogy a tér görbül a fizikusok szerint. Illetve nem tudom.

Erről őket kéne megkérdezni.

Nekem részben az jött le, hogy nem definiálják, nem használják semmire. A sokkal hasznosabb "téridő" fogalmat használják.

4') Van egy népszerű filozófiai gondolat arra vonatkozóan, hogy az idő csak egy illúzió.

Ennek lehetne egy fordított, fizikai megfelelője is: a tér az, ami illúzió. ((de írtam: lehet hogy már létezik ez a gondolat, sőt, tételek vannak arra, hogy a "tér" nem csak illúzió, de, egyáltalán definiálhatatlan, értelmezhetetlen)).

A téridő pedig olyan értelemben lehet "görbült", hogy nagyon bonyolult összefüggések teljesülnek rá, amelyekben vegyesen szerepelnek a hely- és időértékek; és ezek az összefüggések pont olyan alakúak, mint amelyekkel a labdára rajzolt házikó oldalait számolják.

4'') Azt hiszem, ha az ember/tudat nem egy pontszerű, kis sebességű (és gyorsulású) agyból és hozzá csatolt érzékszervekből állna (az ősember, akinél ezek a fogalmak kialakultak, modellezhető úgy, hogy egy egyenes a téridőben), hanem több, egymástól messze levő, egymáshoz képest relatív sebességgel mozgó agyból és érzékszervből, akkor sokkal jobban látnánk a téridőt; és fel sem merülne a tér fogalma.

((Az ősember (aki jó közelítéssel egy egyenes vonal a téridőben) a rá merőleges síkot nevezi térnek))

(Ez a 4'' saját gondolat, még sokat kell rajta gondolkoznom.)