Laiktelpa
Laiks-telpa ir matemātisks modelis, kas apvieno telpu un laiku vienā idejā, ko sauc par kontinuumu. Šo četrdimensiju nepārtrauktību sauc par Minkovska telpu.
Šo divu ideju apvienošana palīdzēja kosmoloģijai saprast, kā Visums darbojas gan lielā (piemēram, galaktikas), gan mazā (piemēram, atomi) līmenī.
Nerelativistiskajā klasiskajā mehānikā Eiklīda telpas, nevis telpas-laika izmantošana ir laba, jo laiks tiek uzskatīts par universālu ar konstantu ritējumu, kas nav atkarīgs no novērotāja kustības stāvokļa.
Taču relatīvisma visumā laiku nevar nošķirt no trim telpas dimensijām. Tas ir tāpēc, ka novērotais laika ritējuma ātrums ir atkarīgs no objekta ātruma attiecībā pret novērotāju. Turklāt jebkura gravitācijas lauka spēks palēnina laika ritējumu objektam, ko redz novērotājs ārpus šī lauka.
Ilustrācija par Zemes radīto laika un telpas izliekumu.
Citi aspekti
Visur, kur pastāv matērija, tā izliek telpiskā laika ģeometriju. Tā rezultātā rodas izliekta laika-telpas forma, ko var saprast kā gravitāciju. Baltās līnijas attēlā pa labi attēlo masas ietekmi uz telpisko laiku.
Klasiskajā mehānikā telpiskā laika izmantošana nav obligāta, jo laiks ir neatkarīgs no kustības trīs Eiklīda telpas dimensijās. Tomēr, ja ķermenis pārvietojas ar ātrumu, kas tuvs gaismas ātrumam (relatīvistiskais ātrums), laiku nevar nošķirt no trīs telpas dimensijām. No nekustīga novērotāja viedokļa laiks ir atkarīgs no tā, cik tuvu gaismas ātrumam pārvietojas objekts.
Divdimensiju analoģija ar laika-attāluma izkropļojumu
Vēsturiskā izcelsme
Daudzi cilvēki saista laiku-telpu ar Albertu Einšteinu, kurš 1905. gadā ierosināja īpašo relativitātes principu. Tomēr tieši Einšteina skolotājs Hermanis Minkovskis 1908. gadā esejā ierosināja telpiskā laika principu. Viņa Minkovska telpas koncepcija ir agrīnākā metode, kurā telpa un laiks tiek aplūkoti kā divi vienota veseluma aspekti, kas ir speciālās relativitātes būtība. Viņš cerēja, ka šī jaunā ideja precizēs speciālās relativitātes teoriju.
Minkovska telpiskums ir precīzs tikai tad, ja apraksta konstantu ātrumu. Tomēr Einšteins bija tas, kurš vispārējā relativitātes teorijā atklāja laika-attāluma izliekumu (gravitāciju). Vispārīgajā relativitātes teorijā Einšteins vispārināja Minkovska telpisko laiku, lai iekļautu paātrinājuma ietekmi. Einšteins atklāja, ka izliekums viņa četrdimensiju telpas-laika attēlojumā patiesībā ir gravitācijas cēlonis.
1926. gada enciklopēdijas Britannica trīspadsmitajā izdevumā bija iekļauts Einšteina raksts ar nosaukumu "laika telpa".
Literatūras fons
Edgars Alans Po (Edgar Allan Poe) rakstīja eseju par kosmoloģiju "Eureka" (1848), kurā apgalvoja, ka "telpa un ilgums ir viens". Tas ir pirmais zināmais gadījums, kad telpa un laiks tiek uzskatīti par vienas lietas dažādiem priekšstatiem. Pie šāda secinājuma Poe nonāca pēc aptuveni 90 lappušu garas argumentācijas, taču neizmantoja matemātiku.
1895. gadā H. G. Vellss savā romānā "Laika mašīna" rakstīja: "Starp Laiku un jebkuru no trim Telpas dimensijām nav nekādas atšķirības, izņemot to, ka mūsu apziņa pārvietojas pa to. Viņš piebilda: "Zinātnieki... ļoti labi zina, ka Laiks ir tikai Telpas paveids."
Kvantu mehānikas telplaiks
Vispārējā relativitātes teorijā telpiskais laiks tiek uzskatīts par gludu un nepārtrauktu. Tomēr kvantu mehānikas teorijā telpiskais laiks ne vienmēr ir nepārtraukts.
Saistītās lapas
- Dimensija
- Kolektors
Jautājumi un atbildes
J: Kas saskaņā ar tekstu ir kosmosa laiks?
A: Laiks-attālums ir matemātisks modelis, kas savieno telpu un laiku, veidojot četrdimensiju nepārtrauktību, ko sauc par Minkovska telpu.
J: Kā telpas un laika apvienošana ir palīdzējusi kosmoloģijai?
A.: Telpas un laika apvienošana ir ļāvusi kosmoloģijai labāk izprast, kā Visums darbojas gan lielā, piemēram, galaktiku, gan mazā, piemēram, atomu, līmenī.
J: Kādēļ nerelativistiskajā klasiskajā mehānikā ir labi izmantot Eiklīda telpu, nevis laika telpu?
A: Nerelatīvistiskajā klasiskajā mehānikā Eiklīda telpas izmantošana ir laba, jo laiks tiek uzskatīts par universālu ar nemainīgu ritējuma ātrumu, kas nav atkarīgs no novērotāja kustības stāvokļa.
J: Kāpēc relatīvisma visumā laiks nav atdalāms no trim telpas dimensijām?
A: Relatistiskā visumā laiku nevar atdalīt no trim telpas dimensijām, jo novērotais laika ritējuma ātrums ir atkarīgs no objekta ātruma attiecībā pret novērotāju.
J: Kā gravitācijas lauka stiprums ietekmē objekta laika ritējumu?
A: Jebkura gravitācijas lauka spēks palēnina laika ritējumu objektam, ko redz novērotājs ārpus lauka.
J: Kā sauc četrdimensiju kontinuumu, kas savieno telpu un laiku?
A: Četrdimensiju nepārtrauktību, kas savieno telpu un laiku, sauc par Minkovska telpu.
J: Kā telpas un laika apvienojums ir palīdzējis kosmoloģijā izprast Visumu?
A.: Telpas un laika apvienojums ir palīdzējis kosmoloģijai labāk izprast Visuma darbību gan lielā, piemēram, galaktiku, gan mazā, piemēram, atomu, līmenī.
