Большая Советская Энциклопедия (цитаты)

Минковского пространство

Минковского пространство (далее М)четырехмерное пространство, объединяющее физическое трехмерное пространство и время; введено Г. Минковским в 1907—1908. Точки в Минковского пространство соответствуют "событиям" специальной теории относительности (см. Относительности теория).

  Положение события в Минковского пространство задается четырьмя координатами — тремя пространственными и одной временной. Обычно используются координаты x1 = х, x2  у, х= z, где х, у, z — прямоугольные декартовы координаты события в некоторой инерциальной системе отсчета, и координата x0 = ct, где t — время события, с — скорость света. Вместо xo можно ввести мнимую временную координату x4 = ix0 = ict.

  Из специальной теории относительности следует, что пространство и время не независимы: при переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой пространственные координаты и время преобразуются друг через друга посредством Лоренца преобразований. Введение Минковского пространство позволяет представить преобразования Лоренца как преобразование координат события x1, x2, x3, x4 при поворотах четырехмерной системы координат в этом пространстве.

  Основной инвариант Минковского пространство — квадрат длины четырехмерного вектора, соединяющего две точки — события, не меняющийся при вращениях в Минковского пространство и равный по величине (но противоположный по знаку) квадрату четырехмерного интервала (s2AB) специальной теории относительности:

(x1A — x1)2 +2А — x2)2 + (x3A — x3)2 + (x4A — x4)2 = (xAx)2 +А — y)2 + (zA — z)2 — c2(tA — t)2 = -s2AB

(индексами А и В отмечены пространственные координаты и время событий А и В соответственно). Своеобразие геометрии Минковского пространство определяется тем, что это выражение содержит квадраты составляющих четырехмерного вектора на временную и пространственные оси с разными знаками (такая геометрия называется псевдоевклидовой, в отличие от евклидовой геометрии, в которой квадрат расстояния между точками определяется суммой квадратов составляющих вектора, соединяющего точки, на соответствующие оси). Вследствие этого четырехмерный вектор с отличными от нуля составляющими может иметь нулевую длину; это имеет место для вектора, соединяющего два события, связанных световым сигналом:

(xA — x)2 +А — уВ)2 + (zA z)2 = c2(tA — t)2.

  Геометрия Минковского пространство позволяет наглядно интерпретировать кинематические эффекты специальной теории относительности (изменение длин и скорости течения времени при переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой и т. д.) и лежит в основе современного математического аппарата теории относительности.

  Г. А. Зисман.

 


Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска


Новости 22.12.2024 12:31:30