» » Однородность пространства

Однородность пространства

19.12.2020


Однородность пространства — одинаковость свойств пространства во всех его точках. Она означает, что нет такой точки в пространстве, относительно которой существует некоторая «выделенная» симметрия, все точки пространства равноправны. Все физические явления в одних и тех же условиях, но в различных местах пространства протекают одинаково.

Более точное определение однородности пространства использует понятие замкнутой системы. В незамкнутой системе свойства пространства не одинаковы во всех его точках. Например, для альпиниста положения его у подножья и на вершине Эльбруса отнюдь не эквивалентны.

Однородность пространства означает, что если замкнутую систему тел перенести из одного места пространства в другое, поставив все тела в ней в те же условия, в каком они находились в прежнем положении, то это не отразится на ходе всех последующих явлений.

Пространство обладает свойством однородности лишь в инерциальных системах отсчёта. В неинерциальных системах отсчёта пространство неоднородно.

Результаты любого физического эксперимента в одних и тех начальных условиях не зависят от места в пространстве, где он был произведён. К примеру, измерим период колебаний маятника, полученный результат обозначим как Т1. Теперь перенесем маятник в соседнюю комнату, и проведем то же измерение. Результат запишем как Т2. Оказывается, что Т1=Т2, то есть исход эксперимента не зависит от нашего положения, это и есть проявление однородности пространства.

Однородность — одно из ключевых свойств пространства в классической механике. Оно означает, что параллельный перенос в нём замкнутой системы отсчета как целого не изменяет механических свойств системы, и, в частности, не влияет на результат измерений.

Из свойства однородности пространства следует фундаментальный физический закон сохранения импульса, из свойств однородности и изотропности пространства и однородности времени следует закон инерции.

Следует различать однородность и изотропность пространства.

В общей теории относительности пространство неевклидово и его геометрия меняется с течением времени в зависимости от энергии, которой обладает находящаяся в нём материя. Степень искривления пространства, то есть отклонение от однородности, сильнее там, где материя обладает большей энергией.

Комментарии

  • ↑ С поправкой на неинерциальность системы координат, связанной с Землей, и неоднородность гравитационного поля Земли.