Часть первая. Физика полей кручения
Развитие теоретической физики к концу XX века привели к предсказанию существования нового поля, точнее «пятого фундаментального взаимодействия». Фундаментальные взаимодействия – качественно различающиеся типы взаимодействий элементарных частиц и состоящих из них тел. Классическая физика знает четыре фундаментальных взаимодействия: два ядерных, электромагнетизм и гравитацию. Малый радиус действия ядерных сил можно образно перефразировать «к ним надо целенаправленно влезать, от повседневной жизни они далеки». Согласно наиболее популярной научной теории – общей теории относительности Эйнштейна – гравитация есть искривление пространства-времени. Можно сказать совсем просто: понимание того, что же такое пространство и время вокруг нас можно разделить на два больших класса. На бытовое и научное понимание. При бытовом понимании пространство воспринимается как некое пустое вместилище, куда помещено всё мироздание. Время существует «само по себе» независимо от чего-либо. Современное научное понимание основано на том, что и время, и пространство «сами по себе» всё же обладают теми или иными свойствами, сходными со свойствами материи. Дальнейшее развитие такого научного подхода к пространству-времени и привело к предсказанию существования нового поля. В отличие от гравитации это не искривление, а кручение пространства-времени. Такой подход получил название «геометризация физики».
Что считаем общеизвестным
Прежде чем начать рассказ о новом "фундаментальном взаимодействии" как развитии работ Эйнштейна, сто́ит вспомнить и уточнить, а что является общепризнанным. Какие темы надо разъяснять, а какие можно переадресовать к Википедии, энциклопедическому словарю, учебнику физики?
Про Альберта Эйнштейна иллюстрированный энциклопедический словарь говорит: "физик-теоретик, один из создателей теории относительности, изменившей классические представления о пространстве, времени и материи. В 1905 создал специальную теорию относительности, описывающую движение материальных тел со скоростями, близкими к скорости света в вакууме. Открыл взаимосвязь массы покоя тел и их энергии. В 1907 – 16 Эйнштейн создал общую теорию относительности – современную теорию тяготения. Эйнштейн – автор основополагающих работ по квантовой теории света: он ввёл понятие фотона, установил законы фотоэффекта, основной закон фотохимии (закон Эйнштейна), предсказал индуцированное излучение."
Основным новшеством Эйнштейна стало "пространство-время". Он убедительно показал, что пространство и время не являются независимыми от материи и друг от друга. Под действием массы пространство-время искривляется. Гравитация и есть искривление пространства-времени. Этой теории уже 100 лет и она является самой удачной моделью гравитации. Ещё с Эйнштейном связана носящая его имя формула E=mc>2, связывающая массу и энергию. Вот от такого минимума знаний про теорию относительности мы будем отталкиваться.
Равным образом необходимо изложить классический математический подход по "введению в теорию" прямой, плоскости, пространства. С точки зрения науки пространство – это совокупность бесконечного количества параллельных плоскостей, расстояние между которыми стремится к нулю. Если плоскость – это лист бумаги, то пространство: эта пачка листов. Плоскость – это холст ткани из бесконечного числа параллельных ниток, расстояние между которыми опять же стремится к нулю. Ну а нитка по аналогии складывается из бесконечного числа ворсинок, которые не имеют размеров. В науке их называют "точка" или "материальная точка". Точка в науке имеет только координаты и больше ничего. Математика из совокупности бесконечного множества точек вводит прямую, из бесконечного множества прямых – плоскость, из плоскостей – пространство, из пространств – 4-х мерный объект.