Сергей Сергеев - Пространство и время глазами дилетанта

Всё хорошо, но пространство это же не плоскость, это что-то трёхмерное. Да и само это массивное тело прогнуло поверхность под воздействием притяжения Земли, а как пространство-то прогибается? Извините, искривляется. Обычно такие подробности просто игнорируются. Но иногда в мультиках показывают что-то трёхмерное, в виде линий, точнее, в виде объёмной сетки, внутри которой, опять же, массивный шар, который искривляет линии сетки. Всё, конечно, очень наглядно, но что это за линии внутри пространства? Понятно, что это какая-то условность, но какая?

Вообще-то, условно изображать что-то линиями в пространстве, это, конечно, удобно и не ново. Например, для условного изображения электрического поля рисуют линии, в каждой точке которых касательная совпадает с вектором напряжённости поля. Но здесь есть чёткое определение таким линиям и чёткое понимание, что же они условно изображают. Причём, изображают очень наглядно и удобно для понимания сути явления. Точно так же, меридианы, параллели, геодезические линии хоть и не существуют в реалиях, но они условно привязаны к чему-то физически существующему, и очень сильно помогают определять местоположения в мире любого объекта, и вообще, ориентироваться на местности. Но что представляют собой линии, которыми условно изображают пространство? А ничего не представляют. Они нужны лишь для того, чтобы на картинке показать что-то искривлённое вблизи массивных тел. Но что это за сущность, которая искривляется массивными телами, и как она вообще может искривляться, почему-то не объясняется. Это просто пространство. Всё.

Но даже не это самое интересное. При показе плоскости, продавленной грузом, демонстрируют ещё маленький шарик, который запускают по этой продавленной поверхности, и – о, чудо! Он скатывается в ямку к массивному телу! Неискушённый зритель не поймёт, в чём здесь чудо: ну, эка невидаль – шарик в ямку скатился. Но нам объясняют глубинный смысл этого действа: оказывается, это шарик летел в пространстве (напомним, упругая прогнутая поверхность схематично изображает пространство, искривлённое массивным телом), летел прямолинейно, но так как вблизи массивного тела пространство искривлено, то он по этой кривизне прилетел к массивному телу. Вывод: гравитации не существует, просто все тела, пролетая вблизи массивного тела, следуют кривизне пространства, вносимой этим телом, и летят прямо к нему, как мотылёк к огню.

Объяснение, конечно, оригинальное. Но, как и всегда, здесь игнорируется несколько естественным образом возникающих вопросов.

Во-первых, как отмечалось выше, как-то не очень получается представить пространство в виде плоскости. Ну, разве что, представить, что массивное тело со всех сторон облеплено этими плоскостями, которые, в пределе, образуют пространство. Не получится: ведь массивное тело, делая одну поверхность вогнутой, другую поверхность, с противоположной стороны, сделает выпуклой. В пространстве можно представить только какие-то уплотнения-разряжения, а вот такие искривления как-то не представляются. Ну, да ладно.

Но ведь шарик-то катится в ямку под воздействием земного притяжения. Если бы не было гравитации, то он, по логике вещей, должен бы просто искривить свою траекторию, пролететь рядом с массивным телом и полететь дальше. Попробуем по-другому. Допустим, шарик катится по горизонтальному жёлобу (именно по горизонтальному, чтоб земное притяжение не влияло на траекторию его движения), но не прямому, а искривлённому в горизонтальной плоскости. Шарик, естественно, при движении будет повторять все искривления жёлоба. Но лишь при одном условии: если он движется. А если шарик просто положить на любом искривлении, даже самом крутом, то он будет лежать неподвижно, Искривления жёлоба сами по себе не будут никуда его притягивать. А почему же по искривлённому пространству шарик должен скатиться к массивному телу? Напомним, в данном объяснении предполагается, что гравитации не существует, и шарик летит к массивному телу только из-за кривизны пространства.

Теперь допустим, что я подбрасываю шарик и, следуя своим дремучим представлениям о гравитации, ожидаю, что он полетит сначала с замедлением вверх, потом, с ускорением вниз. Он так и летит. Всё логично. А если представить, что гравитации нет, то получается, что шарик ведёт себя нелогично. Действительно, зачем он замедляется? Ну, хорошо, допустим, что это я со своим прямолинейным трёхмерным воображением не могу воспринять кривизну пространства и мне только кажется, что он летит по прямой, а на самом деле по кривой, и его замедление мне лишь кажется из-за того, что я кривую траекторию проецирую в своём восприятии на прямую. Но зачем он назад-то возвращается? Какая сила на него действует, если гравитации нет? Вспомним шарик, катящийся по искривлённому жёлобу. Если в начале жёлоба его толкнуть, то он покатится, повторяя все изгибы жёлоба и когда-нибудь просто остановится. Он же не будет возвращаться назад из-за того, что жёлоб искривлённый, а не прямой. Правда, тут можно схитрить: жёлоб закольцевать и тогда шарик вернётся в исходную точку. Но, во-первых, он при возвращении не будет ускоряться, а во-вторых, предполагается, что массивное тело не закольцовывает на себя пространство, а просто искривляет его. Ну, просто пролегала в пространстве условная прямая линия, проходящая мимо массивного тела, и она при этом «прогнулась» в сторону этого тела, или, если близко, «воткнулась» в него. Если я подброшу шарик, то он должен полететь по этой искривлённой линии как по искривлённому жёлобу. Но какая сила заставляет его вернуться назад, если гравитации нет? А если я просто приподниму шарик и отпущу его, то почему он падает, а не остаётся на месте, как шарик на искривлённом жёлобе, когда его не толкают, а просто положат? Как тут кривизна пространства заставляет шарик двигаться, да ещё и с ускорением?