Световой конус.

[Zhelj]

Википедия говорит:
Цитата № 1. «Светово́й ко́нус (изотропный конус, нулевой конус) — гиперповерхность в пространстве-времени (чаще всего в пространстве Минковского), ограничивающая области будущего и прошлого относительно заданного события.»
Что из такого определения можно понять? Налицо набор слов, которые никакой реальности не определяют. О каком заданном событии идёт речь? Если эта гиперповерхность ограничивает прошлое и будущее данного события, то в чём это ограничение проявляется? Чем отличается физический процесс, происходящий в пространстве-времени от  физического процесса в пространстве, который происходит в течении времени?
 Смотрим пояснения
Цитата №2 «Световой конус можно определить как множество всех точек, для которых интервал, отделяющий их от данного события (вершины светового конуса), светоподобен (то есть равен нулю).»  
Отсюда следует, что понимание физики пространства-времени невозможно без такого важного и нужного природного явления, каким является интервал. При этом световой конус и нулевое значение интервала как-то связаны.
Цитата «Вершина разделяет поверхность светового конуса на две части. Одна часть поверхности лежит в области будущего по отношению к вершине и содержит все события, которых может достичь световой сигнал из вершины; можно представлять, что в событии-вершине произошла мгновенная вспышка.»
А может конус это всего лишь график движения светового сигнала в плоскости двух осей пространства в функции времени? В этом случае событие, которое находится в вершине конуса – это световая вспышка и никаких других событий не рассматривается. Если рассматривать другое событие, например, движение автомобиля по плоскости, то будет совсем другой график в тех же самых координатах.
Цитата «Другая часть содержит все события в прошлом, такие, что испущенный из них световой сигнал может достичь вершины. Ось светового конуса в пространстве Минковского в любой инерциальной системе отсчёта совпадает с проходящей через вершину мировой линией частицы, неподвижной в данной системе отсчёта.»
В любой системе отсчёта, независимо от того, каковой она является, частица (тело или событие: кому что нравится), принятая за начало отсчёта, обретает абсолютный покой независимо от состояния её движения. Об этом создатели светового конуса, кажись, забыли.  График движения частицы называют «мировая линия частицы». Название, безусловно, красивое, но удобнее называть вещи своими именами. Естественно, что график движения частицы, принятой за начало отсчёта, будет совпадать с осью времени, которая по совместительству является осью конуса светового сигнала.
Мне могут возразить, что частицы, подвижные в данной системе отсчёта, будут иметь свои мировые линии. Да, если физический процесс движущейся частицы начался раньше, чем произошла вспышка (принято t = 0), то часть графика движения будет находиться в той области системы отсчёта, где значения времени имеют отрицательные значения. А световой конус с какого перепугу в эту область полез? Смотрите цитату №1. Рассматривается физический процесс относительно ЗАДАННОГО СОБЫТИЯ. Этим событием является вспышка света в данной точке пространства. И время этой вспышки t = 0. До этого вспышки не было! Все другие события при чём?  
Цитата «Поскольку никакой сигнал не может распространяться быстрее света, световой конус имеет прямое отношение к причинно-следственной структуре пространства, а именно, он разделяет всё пространство-время на три части по отношению к вершине: область абсолютного прошлого (конус прошлого; все события, которые могли повлиять на событие в вершине), область абсолютного будущего (конус будущего; все события, на которые влияет событие в вершине конуса) и область абсолютно удалённого (события, отделённые от вершины пространственноподобным интервалом, то есть не связанные с вершиной причинно-следственными связями).»
Итак, появилась причинно-следственная структура пространства. И не важно, что знаменитая причинно-следственная структура «в огороде бузина, а в Киеве дядька» её сестра по крови, главное, что данное научное «открытие» сделано. Можно до бесконечности объяснять маразм предложенного наукой понимания физических процессов. О каком влиянии прошлого на вспышку света речь ведётся? В момент t = 0 вспышка произошла независимо от того, что происходило до неё. Это начальное условие поставленной задачи. Или, пока дошли до конца, забыли начало?


 

[Zhelj]

Цитата «Уравнение светового конуса с вершиной в начале отсчёта зависит от пространства-времени, и имеет особенно простой вид в пространстве Минковского:
(сt)^2 – x^2 – y^2 – z^2 = 0   (где c — скорость света), инвариантный по отношению к преобразованиям Лоренца. Преобразования Лоренца, сохраняющие порядок времени, полностью сохраняют и описанное деление пространства-времени.»
Тот, кто знаком с системами отсчёта, не может не заметить систему передёргивания в данной научной парадигме. Возьмите систему отсчёта x, y, z относительно данного события и постройте все точки этой системы для определённого Вами значения времени t.  Вы получите сферу с радиусом ct. Парадокс? Нет! Парадоксом является конус.
Преобразуем предложенное уравнение (сt)^2 =  x^2 + y^2 + z^2.   Имеем право? Если не имеем, то почему это запрещено?  
Квадратное уравнение приводим к более простому : сt =  (x^2 + y^2 + z^2)^0,5
Понимаем эту формулу как : радиус сферы светового сигнала R = ct в данный момент времени t определяется как квадратный корень из суммы квадратов координат x, y, z любой из точек . При этом необходимо учесть, что в момент времени t = 0 координаты события были: x = 0, y = 0, z = 0. В зависимости от величины момента времени величина радиуса сферы, естественно, меняется. По большому счёту так называемый световой конус, который преподносится как граница между прошлым и будущим,  это всего лишь график R = f (t), где вместо одной оси R взяли две и на плоскости, проходящей через эти оси, построили окружность радиусом R.
По моему пониманию всё совпадает. А по Вашему?
Сфера светового сигнала это не конус,  о котором ведётся речь.

[Zhelj]

Однако в теории относительности существует другой световой конус, Этот конус называется пространством Минковского.  Для того, чтобы понять этот световой конус, вернёмся к цитате №2.
В этой цитате упоминается понятие «интервал». Это понятие имеет множество значений, но мы будем рассматривать только то, которое учёные создали для теории относительности. Итак :
Цитата «Интервал в теории относительности — аналог расстояния между двумя событиями в пространстве-времени, являющийся обобщением евклидового расстояния между двумя точками. Интервал лоренц-инвариантен, то есть не меняется при переходе от одной инерциальной системы отсчёта к другой, и, даже более, является инвариантом (скаляром) в специальной и общей теории относительности.»
Вообщем, незаменимая штуковина. Вот только непонятно как она является обобщением евклидового расстояния между двумя точками.
Однако более понятно станет, если посмотреть на формулу этого интервала:
s^2 = (c dt)^2 – dx^2 – dy^2 – dz^2
Преобразовав формулу интервала, получим: s  = [(c dt)^2 – (dx^2 + dy^2 +dz^2)]^0,5
Здесь s  - величина  интервала на момент времени dt = (t[2] – t[1]). Момент времени t[1] это начало физического процесса, который начался в точке А в координатами  x[1], y[1], z[1],  а момент времени  t[2] окончание рассматриваемого процесса, который переместился в точку В с координатами  x[2], y[2], z[2].
Соответственно dx = x[2] – x[1],  dy = y[2] – y[1],  dz = z[2] – z[1].
Евклидовое расстояние L между точками А и В можно определить как
 L = {( x[2] – x[1])^2 + (y[2] – y[1])^2 + (z[2] – z[1])^2}^0,5 или  L = (dx^2 + dy^2 +dz^2)^0,5
Подставив расстояние L в формулу интервала, получим s^2  = (c dt)^2 – L^2, или, после переноса в другую часть уравнения  (c dt)^2 = L^2 + s^2.
Теорему Пифагора не напоминает? Впрочем, величины (c dt), L и s можно просто вычислить и в системе отсчёта построить треугольник по трём сторонам, где (с dt) гипотенуза, а L и s – катеты прямоугольного треугольника.
Но в нашей системе отсчёта только расстояние L имеет чёткое значение (начало и конец), а величины (c dt) и s могут располагаться произвольно.
Множество треугольников, построенных на L дадут прямой круговой конус,  вершина которого находится в точке А, высотой является отрезок L, образующая конуса = (c dt), а интервал s является радиусом основания этого конуса.
Если принять, что в момент времени t = 0 координаты процесса были: x = 0, y = 0, z = 0, то уравнение интервала примет вид s^2 = (c t)^2 – x^2 – y^2 – z^2.  В системе отсчёта такое уравнение будет представлять из себя прямой круговой конус, вершина которого находится в начале отсчёта,  ось  проход через точку с координатами x, y, z, образующая конуса = c t, а радиус основания = интервалу s.
Так же, как уравнение (сt)^2 – x^2 – y^2 – z^2 = 0  определяет форму шара в реальной системе координат, так и уравнение s^2 = (c t)^2 – x^2 – y^2 – z^2 определяет форму светового конуса  в этой системе.
Вывод – интервал это радиус основания светового конуса.
Хотел прикрепить рисунок конуса, но не получилось. Желающие могут полюбоваться на него в википедии.
С уважением. Желя.

[Rishi]

Википедия говорит:...

Википедия много чего говорит, например,
"1) так называемое обычное пространство, называемое также физическим пространством[1] — трёхмерное пространство нашего повседневного мира и/или прямое развитие этого понятия в физике (развитие, возможно, иногда достаточно изощрённое, но прямое, так что можно сказать: наше обычное пространство на самом деле таково). Это пространство, в котором определяется положение физических тел, в котором происходит механическое движение, геометрическое перемещение различных физических тел и объектов"
Есть ещё для математиков  "НЕобычное" определение пространства
"2) различные абстрактные пространства в том смысле, как они понимаются в математике, не имеющие к обычному («физическому») пространству никакого отношения"
Так вы обычный вменяемый человек для которого справедливо первое определение или вы всё-таки вслед за математиками хотите пропихнуть в физику второе определение 



 

[Zhelj]

Так вы обычный вменяемый человек для которого справедливо первое определение или вы всё-таки вслед за математиками хотите пропихнуть в физику второе определение 

Меня Ваш вопрос застал врасплох. Вы не поняли с кем Вы имеете дело? Отвечаю: я "homo erectus", для которого научные извращения смерти подобны. Мне нужна наука, а не её подобие. С уважением, Желя

[alexand]

Вообще,.физическое.пространство.может.быть.описано
многомерными.функциями,.если.к.координатам.добавить
любые.другие.физ.параметры---электрическое,.магнитное,
гравитационное.поле.и.т.п.

[Zhelj]

Вообще,.физическое.пространство.может.быть.описано
многомерными.функциями,.если.к.координатам.добавить
любые.другие.физ.параметры---электрическое,.магнитное,
гравитационное.поле.и.т.п.

Вообще-то, физическое пространства по моим понятиям описывается тремя функциями: длина, ширина, высота. Остальные параметры от лукавого. С уважением, Желя.

[Rishi]

Вообще,.физическое.пространство.может.быть.описано
многомерными.функциями,.если.к.координатам.добавить
любые.другие.физ.параметры---электрическое,.магнитное,
гравитационное.поле.и.т.п.

И где вы тут описание нечта "пространство" увидели, эпсилон и мю нулевые - это характеристика пространства? А может быть всё-таки физической среды? наблюдаемое многообразие различных материальных объектов и создаёт иллюзию существования некого пространства, это уже Лейбниц понял. Никакого самостоятельного физического пространства кроме совокупности материальных  объектов нет. И в учебниках по физике всё время используют это понятие, но определения ему не дают, а потому что не могут сформулировать. Пространство - это категория из философии и математики.
Физики чётко дают определение эталонам протяжённости тел и темпа хода времени, но не самим понятиям пространство, время, пространство-время... А в философии две концепции - субстанциальная и реляционная-  сосуществуют очень давнр и ни одна из них так и не победила

[Bairon]

И где вы тут описание нечта "пространство" увидели, эпсилон и мю нулевые - это характеристика пространства? А может быть всё-таки физической среды? наблюдаемое многообразие различных материальных объектов и создаёт иллюзию существования некого пространства, это уже Лейбниц понял. Никакого самостоятельного физического пространства кроме совокупности материальных  объектов нет. И в учебниках по физике всё время используют это понятие, но определения ему не дают, а потому что не могут сформулировать. Пространство - это категория из философии и математики.
Физики чётко дают определение эталонам протяжённости тел и темпа хода времени, но не самим понятиям пространство, время, пространство-время... А в философии две концепции - субстанциальная и реляционная-  сосуществуют очень давнр и ни одна из них так и не победила

Сегодня философы и математики, да и физики, это яйцеголовый народ. Вот они и все философируют, математизируют! А в физике и нет определения сущностям, одни условности. В древности было четкое определение пространству, но эти знания яйцеголовые растеряли, да и не по уму они им. Пространство, - внутреннее содержание условно ограниченного объекта. Например окружность. Все что внутри окружности есть пространство окружности. Квадрат, все что внутри квадрата есть пространство квадрата. Сфера, все что внутри сферы есть пространство сферы. Вселенная, все что внутри вселенной есть пространство вселенной. Но каково это внутреннее содержание объекта, это отдельный разговор. Но что такое - внутреннее содержание. Раз это содержание, значит что-то там содержится. А раз содержиться, значит должна иметь свойства, структуру, форму.

[Bairon]

Вообще-то, физическое пространства по моим понятиям описывается тремя функциями: длина, ширина, высота. Остальные параметры от лукавого. С уважением, Желя.

Вы правы, физическое пространство можно и должно описываться только протяженностью пространства по трем направлениям.  Но три направления это всего лишь условность, так удобно для простейших расчетов, а сложные расчеты яйцеголовым не по силам.  Три направления ни как не достаточно для адекватного описания пространства. Вот 8 направлений раскрывает сущность пространства, ее структуру, свойства.

[Zhelj]

физическое пространство можно и должно описываться только протяженностью пространства по трем направлениям.  Но три направления это всего лишь условность, так удобно для простейших расчетов, а сложные расчеты яйцеголовым не по силам.  Три направления ни как не достаточно для адекватного описания пространства. Вот 8 направлений раскрывает сущность пространства, ее структуру, свойства.

Пространство - это геометрический объём, в котором существует материя. Для описания объёма необходимо и достаточно трёх направлений. Для описания материи, которая находится в этом объёме, требуются и иные параметры. Например, для построения графика движения светового сигнала требуется 4-е направление - время.