The fundamentals of space-time: Part 3 - Andrew Pontzen and Tom Whyntie

Основи на пространство-времето: Част 3 - Андрю Понцен и Том Уайнти

Translator: Kitchka Dyankova Reviewer: Anton Hikov

Gravity. It controls the universe.

Гравитация – тя управлява Вселената.

Everything attracts everything else.

Всичко привлича всичко останало.

Ouch!

Ох!

Including you.

Включително и теб.

Ow!

Ау!

In this final lesson,

В този последен урок

we'll explore what gravity means for space-time,

ще проучим какво означава гравитацията за пространство-времето

or rather what space-time means for gravity.

или по-скоро какво означава пространство-времето за гравитацията.

Until now, we've been dealing with things moving

Досега се занимавахме с обекти, движещи се

at constant speeds,

с постоянна скорост,

with straight world lines in space-time.

с прави световни линии в пространство-времето.

But once you add gravity,

Но щом добавим гравитацията,

if you measure a speed at one moment,

ако измерим скоростта в един момент

then again a bit later,

и малко по-късно отново,

the speed may have changed.

тя може да се е променила.

In other words, as I discovered,

С други думи, открих,

gravity causes acceleration,

че гравитацията предизвиква ускорeние,

so we need the world line to look different

затова световната линия трябва да изглежда различно

from one moment to the next.

от един момент до следващия.

As we saw in the last lesson,

Както видяхме в последния урок,

the correct way to tilt an object's world line

правилният начин да наклоним световната линия на един обект

is using a Lorentz transformation:

е да използваме трансформацията на Лоренц:

Einstein's stretch and squash trick.

номерът на Айнщайн с разтеглянето и смачкването.

So, to map out what gravity is doing to Tom's motion,

За да oчертаем как гравитацията засяга движението на Том,

we need to create a whole load of little patches of space-time,

трябва да създадем множество малки късчета пространство-време,

each transformed by different amounts.

всяко от които се преобразува в различна степен.

So that my world line is at a different angle in each one.

Така моята световна линия ще е под различен ъгъл във всяко късче.

And then, we're ready to stitch everything together.

После сме готови да зашием всички късчета едно за друго.

We assemble a cozy quilt of space-time

Сглобяваме удобнa завивка от пространство-време,

where world lines look curved.

в която световните линии са изкривени.

Where the world lines join, the objects collide.

Там, където световните линии се събират, обектите се сблъскват.

By making these connections between the patches,

Със свързването на късчетата

a curvature gets built into space-time itself.

в самото пространство-време се оформя еднo изкривяване.

But Einstein's true genius

Но истинският гений Айнщайн

was to describe precisely how each patch

точно е обяснил как се разтяга

is stretched and squashed

и смачква всяко късче

according to nearby mass and energy.

според околните маса и енергия.

The mere presence of stuff curves the space-time,

Самото присъствие на материя изкривява пространство-времето,

and curving space-time moves the stuff around.

а изкривяването на пространство-времето измества материята.

This is gravity, according to Einstein.

Това е гравитацията според Айнщайн.

Previously, Isaac Newton had explained gravity

Преди него Исак Нютон е обяснил гравитацията

using the ideas of force and acceleration,

с понятията сила и ускорение,

without any wibbily wobbly space-time,

без някакво си непостоянно пространство-време

and that did pretty well.

и обяснението му е доста сполучливо.

But Einstein's theory does just slightly better

Но теорията на Айнщайн се справя малко по-добре,

at predicting, for example,

например с предсказването

the orbit of Mercury around the Sun,

на орбитата на Меркурий около Слънцето

or the way that light rays are deflected by massive objects.

или изкривяването на светлинните лъчи от масивни обекти.

More importantly, Einstein's theory predicts things

По-важното е, че теорията на Айнщайн предсказва неща,

that simply don't exist in older theories

които просто не съществуват в по-старите теории,

where space, time and gravity were separate.

където пространството, времето и гравитацията са самостоятелни.

The stitching can leave wrinkles in the space-time material.

Зашиването може да остави гънки в пространствено-времевата тъкан.

These are called gravitational waves,

Те се наричат гравитационни вълни

which should be detectable as tiny, repetitive,

и би трябвало да се забелязват като мънички, повтарящи се,

subtle squashes and stretches in space.

фини нагъвания и разтегляния на пространството.

So we're building experiments to check if they are there.

Замисляме експерименти, за да проверим дали съществуват.

In the meantime, indirect evidence,

Междувременно, някои непреки доказателства –

most recently in the polarization patterns of light

най-скорошните са в поляризационните схеми на светлината,

left over from the Big Bang,

останала от Големия взрив –

strongly suggest that they are.

убедително внушават, че гравитационните вълни съществуват.

But despite Einstein's successes,

Но въпреки успехите на Айнщайн,

when too much stuff gets concentrated

когато се концентрира твърде много материя

in too small a space,

в твърде малко пространство,

like in a black hole,

като черна дупка,

the curvature of space-time becomes so large,

изкривяването на пространство-времето става толкова голямо,

that his equations collapse.

че уравненията му се провалят.

We need a new picture of space-time

Трябва ни нова картина на пространство-времето,

that incorporates quantum mechanics

която да включва квантовата механика,

to unlock the secret at the heart of black holes.

за да разгадаем тайната в сърцевината на черните дупки.

Which means there's plenty more to be discovered

Което означава, че има още много неща за откриване в бъдеще

about space, time, and space-time in the future.

във връзка с пространството, времето и пространство-времето.