Для того чтобы разобраться в этом отличии, рассмотрим случай полета космического корабля по круговой орбите вокруг планеты. Состояние невесомости в его кабине объясняется тем, что сила притяжения к планете (P3 = mg) в каждый момент полета будет уравновешиваться противоположно направленной центробежной силой (Рц = mv2/R) (рис. 1).
При оптическом восприятии происходящего и при взгляде со стороны легко обнаружить и перемещение корабля, и кривизну орбиты. Это происходит потому, что в качестве базы для наблюдения используется "световое пространство", связанное, по нашим представлениям, с прямолинейным распространением светового луча и не поддающееся гравитационным воздействиям.
Допустим, что по каким-то причинам космонавты не могут использовать оптические наблюдения и вынуждены полагаться на гравитационные и инерционные воздействия. Поскольку они взаимно компенсируются, у космонавтов создается впечатление, что корабль никуда не перемещается и находится в состоянии покоя.
Рис. 1. Силы, действующие на спутник, перемещающийся по круговой орбите вокруг планеты.
Представление об окружающем мире в "гравитационном пространстве" существенно отличается от "светового пространства". Это можно проиллюстрировать таким примером. Допустим, что где-то около нашей планеты мы поместили длинный прямолинейный предмет (рис. 2, а) — таким он будет восприниматься зрительно. Однако, поскольку отдельные части этого предмета по-разному удалены от центра планеты (li>l0), то в "гравитационном пространстве" это тело будет восприниматься изогнутым (рис. 2, 6), так как гравитационные воздействия на отдельных его участках будут разными.
Рис. 2. Представление о материальном теле в "световом" и "гравитационном" пространствах.
С позиции "гравитационного пространства" прямое тело должно быть на всем своем протяжении параллельно поверхности планеты (рис. 2, г), с тем чтобы по всей его длине сохранилось одно и то же ускорение силы тяжести (gi = gj). В этом случае в "световом пространстве" тело будет восприниматься как изогнутое (рис. 2, в). Таким образом, представление о прямой, полученное в "гравитационном пространстве", не будет соответствовать действительности. В этом легко убедиться, поворачивая тело вокруг его продольной оси. Естественно, можно сомневаться в целесообразности использования "гравитационного пространства" в наших выкладках, поскольку "оптическое пространство" дает более правильное представление об окружающем мире. Однако это не так. Во-первых, следует заметить, что "световое пространство" в ряде случаев также подвержено существенным изменениям под действием некоторых внешних факторов (например, закон Фридмана) и потому не может быть признано объективным отражением действительности, во-вторых, в ряде случаев "гравитационное пространство" позволяет получить более правдивую картину мира, чем "световое пространство".