Большая Советская Энциклопедия (ОТ) (БСЭ) - страница 84

испытывают ускорение по отношению к инерциальной системе; поэтому часы 1 и 2 неравноправны.

  При малых скоростях u преобразования Лоренца переходят в преобразования Галилея x’ = xut , y ’ = y , z’ ’ = z , t ’ = t , которые описывают связь между картинами различных наблюдателей, известную из повседневного опыта: размеры предметов и длительность процессов одинаковы для всех наблюдателей.

  Преобразования Пуанкаре оставляют инвариантной величину, называемую интервалом s>AB между событиями А , В , которая определяется соотношением:

s>2>AB = c>2 (t>At>B )>2 – (x>Ax>B )>2 – (y>Ay>B )>2 – (z>Az>B )>2 . (6)

  Математически инвариантность s аналогична инвариантности расстояния при преобразованиях движения в евклидовой геометрии. Величины ct , х , у , z можно рассматривать как четыре координаты события в четырёхмерном пространстве Минковского: х >0 = ct , х >1 = х , x >2 = у , x >3 = z , которые являются компонентами четырёхмерного вектора.

  Если вместо x >0 ввести мнимую координату x >4 = ix >0 = ict , то произвольное преобразование Пуанкаре можно записать в виде, полностью аналогичном формуле, описывающей вращения и сдвиги в трёхмерном пространстве.

  Вследствие того, что квадраты разностей временны'х и пространственных координат входят в (6) с разными знаками, знак s >2 может быть различным; геометрия такого пространства отличается от евклидовой и называется псевдоевклидовой. В такой геометрии интервалы разделяются на три типа: s >2 < 0, s >2 > О и s >2 = 0. Интервалы первого и второго типа называются соответственно времениподобными и пространственноподобными. Если s >2 ³ 0, знак t>At>B не зависит от системы отсчёта. Это тесно связано с принципом причинности. Действительно, если s >2 ³ 0 и (для определённости) t>A < t>B , то события А и В могут быть связаны сигналом, распространяющимся со скоростью u £ с , т.е. А может быть причиной В . Обычные представления о причинности требуют тогда, чтобы в любой системе отсчёта событие В следовало за событием А . Инвариантность условия s >2 = 0 непосредственно выражает инвариантность скорости света. Если s >2 < 0, то знак t>At>B может быть различным в разных и. с. о. Однако это не противоречит причинности, т.к. такие события не могут быть связаны никаким взаимодействием.

  Если s >2 < 0, то существует такая система отсчёта, в которой события А и В одновременны; в этой системе s >2 = –l >2 , где l — обычное расстояние. При s >2 > 0 существует система отсчёта, в которой события А и В происходят в одной точке.