Newtonova teorie časoprostoru

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 12. listopadu 2020; ověření vyžaduje 1 úpravu .

Absolutní prostor  - v klasické mechanice  - trojrozměrný euklidovský prostor , ve kterém je naplněn princip relativity za Galileových transformací .

Termín byl představen Newtonem (spolu s představou o absolutním čase ) v “ Mathematical Principles of Natural Philosophy ”. Prostor a čas pro něj působí jako univerzální schránka, která má řádové vztahy a existuje nezávisle na sobě a na hmotných tělech:

…čas a prostor jsou jakoby schránkami pro sebe a vše, co existuje. Vše je uspořádáno v čase ve smyslu pořadí následnosti, v prostoru ve smyslu pořadí polohy. Ve své podstatě jsou to místa a je absurdní připisovat pohyby primárním místům. Právě tato místa jsou absolutními místy a pouze pohyby z těchto míst tvoří absolutní pohyby [1] .

Zároveň si Newton všímá nejasností každodenní terminologie:

Čas, prostor, místo a pohyb jsou dobře známé pojmy. ... tyto pojmy se obvykle vztahují k tomu, co je chápáno našimi smysly. Odtud pocházejí některé nesprávné soudy, pro jejichž odstranění je nutné rozdělit výše uvedené pojmy na absolutní a relativní, pravdivé a zdánlivé, matematické a obyčejné [2] .

Jako takový matematický koncept zavedl Newton vyhrazenou inerciální vztažnou soustavu, vzhledem k níž dochází k absolutnímu pohybu, nepovažuje to za fyzikální realitu, ale mluví o možnosti vazby na nějaké "neměnné" objekty - například na stálice .


Matematický model

Na rozdíl od Aristotelova prostoru a času již nelze Newtonův časoprostor vnímat jako kanonicky ztotožněný s . Je to především kvůli absenci pojmu absolutního pohybu v Newtonově teorii. Pokud jste například v inerciální vztažné soustavě , pak žádné experimenty nebudou schopny zjistit, zda se pohybuje rovnoměrně a přímočaře vzhledem k jakémukoli jinému IFR nebo ne. Proto je nemožné vytvořit korespondenci mezi bodem v prostoru, kde jste v daném okamžiku v čase, a bodem v prostoru z minulosti. Protože Newtonova teorie připouští existenci libovolně velkých rychlostí, jakýkoli bod v prostoru v určitém časovém okamžiku může odpovídat libovolnému bodu v prostoru v určitém časovém okamžiku . Každý okamžik tedy může být spojen se „svým“ prostorem. Newtonův časoprostor je tedy vláknitý prostor se základnou reprezentující absolutní čas a vrstvou reprezentující relativní prostor [3] . Jakýkoli takový svazek umožňuje trivializaci (tj. výběr izomorfismu s kartézským součinem , avšak jakákoli taková volba je libovolná a o nic lepší než kterákoli jiná. Jedná se o volbu vztažné soustavy. Volba vztažné soustavy lze interpretovat jako volbu plochého afinního spojení (určujícího, zhruba řečeno, jak se souřadnicové osy mění v čase) na celkovém prostoru tohoto svazku, splňující některé přirozené předpoklady: například na každé vrstvě musí definovat standardní paralelní posuny euklidovského prostoru .(2,1)-tensor, který je však zcela určen výsledkem dosazení vektorového pole do něj... Odpovídající endomorfismus tečného svazku se nazývá moment , odkud pochází diferenciálně-geometrický člen "kroucení".

Poznámky

  1. ↑ Newton, 1989 , str. 32.
  2. ↑ Newton, 1989 , str. třicet.
  3. ↑ Roger Penrose . Cesta do reality aneb zákony, které řídí vesmír. The Complete Guide = The Road to Reality: A Complete Guide to the Laws of the Universe / Z angličtiny přeložili A. R. Logunov a E. M. Epstein. - Iževsk: Institut pro počítačový výzkum, Výzkumné centrum "Regulární a chaotická dynamika", 2007. - S. 334. - 912 s. - ISBN 978-5-93972-618-4 .

Literatura