Гравитация и теория Эйнштейна. Ученые рассказали, существуют ли в космосе понятия «верх» и «низ»

Фото: Live Science

Астронавты на Международной космической станции (МКС) находясь в невесомости могут использовать ее для того, чтобы постоянно менять свое местоположение и таким образом понятие "верх" и "низ" становятся расплывчатыми. Но существуют ли в космосе понятные нам понятия "верх" и "низ"? Можно подумать, учитывая опыт астронавтов, что эти понятия больше нельзя применять, когда человек покидает пределы Земли. В какой-то мере это правда, но все же можно использовать человеческое восприятие пространства и времени, чтобы ориентироваться среди звезд, пишет Live Science.

На самом деле и люди на Земле и астронавты на МКС испытывают влияние одной из четырех фундаментальных сил природы, которая называется гравитация.

"Многие физики считают, что термин "низ" – это просто направление, в котором нас притягивает гравитация, а "верх" – это противоположное предыдущему направление. Несмотря на невесомость на борту космической станции и она сама и астронавты на ее борту притягивает "вниз" гравитация Земли", — говорит Санжана Кертис из Чикагского университета, США.

По словам Кертис, понятия "верх" и "низ" могут быть расплывчатыми терминами в космосе, но в физике можно всегда придумать определения, чтобы описать все происходящее.

Например, Альберт Эйнштейн описывал гравитацию как как искривление ткани пространства-времени. Часто ученые для лучшего понимания этого процесса используют аналогию с натянутой простыней и шаром для боулинга. Если разместить этот шар в центре простыни, то он естественно упадет вниз. Если же добавить еще один шар меньшего размера, то он будет катится по простыне к ее центру под действием гравитации и также упадет в эту "яму".

"Каждый объект, обладающий массой, искажает ткань пространства-времени. Поэтому маловероятно, что где-то во Вселенной есть какое-либо место, на которое не влияла бы гравитация", — говорит Джессика Эскивель из Национальной ускорительной лаборатории им. Энрико Ферми, США.

По словам ученых, чем большую массу имеет объект, тем больше его гравитация и тем больше он искажает пространство-время. Но еще имеет значение расстояние до этого объекта, чтобы ощутить гравитацию в той или иной мере.

Например, на людей сильнее всего действует гравитация Земли, поэтому мы можем спокойно перемещаться по ее поверхности, но, чтобы улететь в космос, то есть преодолеть силу гравитации планеты, нам нужны немалые усилия. А все планеты Солнечной системы притягивает к себе гравитация Солнца. Сверхмассивная черная дыра в центре Млечного Пути притягивает к себе всю Солнечную систему. В то же время наша галактика притягивается гравитацией к центру скопления галактик.

Хотя известно, что гравитация является одной из известных главных сил природы, ученые до конца еще многого о ней не знают. Например, физики не включают гравитацию в Стандартную модель физики элементарных частиц по одной причине. Дело в том, что теория, описывающая гравитацию, а это общая теория относительности Эйнштейна, до сих пор не совместима со Стандартной моделью физики элементарных частиц.

"С понятиями "верх" и "низ" гораздо проще понимать Вселенную. Но эти термины также могут мешать нашему пониманию фундаментальной физики. Это очень сложно попытаться представить космос, в котором нет ни верха, ни низа, ни вперед, ни назад, ни прошлого, ни настоящего. Но это необходимо для понимания природы Вселенной", — говорит Эскивель.

Ирина Скиба / Skibair
Журналист ATinform