Однорідність простору

однаковість властивостей простору в усіх його точках
Симетрія у фізиці
Перетворення Відповідна
інваріантність
Відповідний
закон
збереження
Трансляції часу Однорідність
часу
…енергії
C, P, CP і T-симетрії Ізотропність
часу
…парності
Трансляції простору Однорідність
простору
…імпульсу
Обертання простору Ізотропність
простору
…моменту
імпульсу
Група Лоренца (бусти) Відносність
Лоренц-коваріантність
…руху
центра мас
~ Калібрувальне
перетворення
Калібрувальна
інваріантність
…заряду

Однорідність простору — однаковість властивостей простору в усіх його точках[1]. Вона означає, що немає такої точки в просторі, відносно якої існує деяка «виділена» симетрія, всі точки простору рівноправні[2]. Усі фізичні явища в однакових умовах, але в різних місцях простору протікають однаково[3].

Більш точне визначення однорідності простору використовує поняття замкнутої системи. В незамкненій системі властивості простору не однакові у всіх його точках. Наприклад, для альпініста положення його біля підніжжя і на вершині Ельбрусу аж ніяк не еквівалентні.[4]

Однорідність простору означає, що якщо замкнуту систему тіл перенести з одного місця простору в інше, поставивши всі тіла в ній в ті ж умови, в яких вони перебували в колишньому положенні, то це не відіб'ється на ході всіх подальших явищ[4].

Простір має властивість однорідності лише в інерційних системах відліку. В неінерційних системах відліку простір неоднорідний[5].

Результати будь-якого фізичного експерименту в одних і тих самих початкових умовах не залежать від місця в просторі, де його проведено. Наприклад, виміряємо період коливань маятника, отриманий результат позначимо як Т1. Тепер перенесемо маятник в сусідню кімнату, і проведемо таке саме вимірювання. Результат запишемо як Т2. Виявляється, що Т12, тобто результат експерименту не залежить від нашого положення, це і є прояв однорідності простору.

Однорідність — одна з ключових властивостей простору в класичній механіці. Вона означає, що паралельне перенесення в ньому замкнутої системи відліку як цілого не змінює механічних властивостей системи, і, зокрема, не впливає на результат вимірювань[6][7].

З властивості однорідності простору випливає фундаментальний фізичний закон збереження імпульсу, з властивостей однорідності й ізотропності простору й однорідності часу випливає закон інерції[5].

Слід розрізняти однорідність і ізотропність простору.

В загальній теорії відносності простір неевклідів і його геометрія змінюється з плином часу залежно від енергії, якою володіє розташована в ньому матерія. Ступінь викривлення простору, тобто відхилення від однорідності, більший там, де матерія має більшу енергію[8].

Див. також ред.

Примітки ред.

  1. Савельев И. В. Курс общей физики. Том 1. Механика. Молекулярная физика. — М.: Наука, 1987. — Тираж 233000 экз. — С. 75
  2. Айзерман М. А. Классическая механика. — М.: Наука, 1980. — Тираж 17500 экз. — С. 11
  3. Мощанский В. Н. Формирование мировоззрения учащихся при изучении физики. — М.: Просвещение, 1976. — Тираж 80000 экз. — С. 82
  4. а б Сивухин Д. В. Механика. — М.: Наука, 1979. — С. 200
  5. а б Ландау Л. Д., Лившиц Е. М. Механика. — М.: Наука, 1965. — С. 13—14
  6. Яворский Б. М. Справочник по физике для инженеров и студентов вузов. — М.: Оникс, 2007. — Тираж 5100 экз. — ISBN 978-5-488-01248-6 — С. 122
  7. Бутиков Е. И., Быков А. А., Кондратьев А. С. Физика для поступающих в вузы. — М.: Наука, 1982. — Тираж 300000 экз. — С. 71
  8. Чуянов В. А. Физика от «А» до «Я». — М.: Педагогика-Пресс, 2003. — Тираж 5100 экз. — ISBN 5-94054-026-0 — С. 324