Spacetime

Fyysisessä tila-aika tai chronotope, se tarkoittaa, kolmiulotteisen rakenteen maailmankaikkeuden.

Se koostuu neljästä mitat: kolme tilaa ja aikaa, ja on "vaiheessa" fysikaalisia ilmiöitä universumissa.

Piirteet

Avaruus on fyysinen käsite, joka yhdistää meidän klassinen perinteisesti erilliset käsitteet tilaa ja aikaa yhdessä konstruktio ainutlaatuinen ja homogeeninen. Käyttöönotto tila-aika on suora seuraus Suhteellisuusteoria perustamisesta vastaavuus tilaa ja aikaa.

Sekä meidän klassisen mielestä tilaa, sen kolme ulottuvuutta osat ovat yhdenvertainen ja yhdenmukainen niiden välillä ja suhteessa tarkkailija, relativistiset visio rinnastetaan aika ulottuvuuden kolme paikkatietojen mitat, joten se nähtävillä eri tavalla tarkkailijoiden eri olosuhteissa.

Olevia tilaa kutsutaan tapahtumia ja kukin niistä vastaa ilmiö, joka esiintyy tietyssä tilallinen sijainti ja tiettyyn aikaan. Jokainen tapahtuma on siis tunnistetaan neljä koordinaatit. Yleensä nähdäksesi avaruuskoordinaatit kolmella suorakulmaiset koordinaatit määräytyy valinta kolmikko ortogonaalisten viite; ne voi merkitä kolmella eri kirjaimia x, y ja z, tai kirjaimia indeksit. Ensimmäisessä tapauksessa aika koordinoida merkitään T, mukaisesti. Koordinaatit indeksit on etu, että käyttää virallisia nykyisten indeksejä, ja sitten synteettisten ilmaisuja. Yleensä indeksi, joka toimii vain tilallisia ulottuvuuksia 1, 2 ja 3 käytetään kirjaimia i, j ja k, kun taas indeksit spatiotemporaalisia jotka kulkevat 0-3 käyttäen kreikkalaiset kirjaimet. Myös silloin, kun tutkimme erityisesti järjestelmiä tilallisia ulottuvuuksia sijasta suorakulmaisessa koordinaatistossa se on kätevä nyt käyttää pallokoordinaateissa nyt sylinterimäinen koordinaatit nyt muita.

Jos ajatellaan pitämään kaikki avaruus universumin kokonaisuudessaan, niin kuvitellen of "ulos" katsomaan, se näyttää, turvautua hyödyllinen metafora, leivän tai pitkä joki täysin jäätynyt, jossa me ovat maailman linjat esineitä: pituus on aika ulottuvuus; paksuutta ja leveys ovat tapahtumia, koska ne on järjestetty tilaan. Muistakaamme, että me täällä nähdä kaikki aika-avaruuden, ja siksi kaikki nykyiset tilaa ja koko ajan on kulunut tulevaisuudessa. Myös edellinen analogisesti on perustavanlaatuinen virhe: jokainen siivu todellista leipää, jos laiminlyödä syvyys, on vain kaksi ulottuvuutta, kuten "siivu" tilaa, jos laiminlyödä aika sisältää kaikki kolme tilallisia ulottuvuuksia. "Visio" kuvitteellinen "samanaikaisesti" kaikkien nykyisten avaruusaika kutsutaan fyysikot ja filosofit visio "block" tilan tai tila-aika jatkumon.

Jokainen esine maailmankaikkeudessa vaikuttaa aika-avaruutta, ja sitten kaikki neljä ulottuvuutta, että se koostuu: esimerkiksi maapallon vaikuttaa kolmen ulottuvuuden avaruuden painovoiman, ja vaikuttaa kertaa läpi hidastuminen samaan aikaan. Reikiin mustat aika on hidastunut paljon; paljon olettaa, niiden ydin, sää on täysin pysähtynyt.

Ominaisuudet tilaa voimme ennustaa mahdollisuutta tietyin edellytyksin, matkustaa ajassa.

Käsitteet tilaa ja aikaa

Kunnes suhteellisuusteoria Einstein, aika oli suunniteltu ehdoton ja usein irrallaan fyysisessä maailmassa. Aristoteles määritteli sen "laajuus liikkeen." Space myös hallitsi Euklidinen geometria. Tässä geometria, invariant perustavanlaatuinen on kahden pisteen välisen etäisyyden ja, tai sen neliö:

Se kehottaa tämän kokoluokan ei muutu, kun sitä sovelletaan käännökset

,

tai isometrinen eli kierrosten ja heijastuksia.

Yksinkertaisesti sanoen, Euclidean geometriassa ja fysiikassa ennalta relativistinen pituus esine ei muutu, kun se liikkuu tai pyörii avaruudessa.

Galilein transformaatio

Vuonna fyysinen tila kaikki paikkatietojen suuntiin ovat yhtä. Syntymän klassisen mekaniikan yritimme ymmärtää, miten fysiikan lakien ovat vaihdelleet vaihdella havainnon pisteen ja suhteellinen liike kahden viitejärjestelmät. Ongelma erittäin tärkeää on, että invariance fysiikan lakien vuoksi muutoksia vertailujärjestelmistä.

Vuonna Galilein muunnokset pidämme hyvin yksinkertainen asia: pidämme inertiaalinen järjestelmä K, eli järjestelmä, jossa fysiikan lakeja ilmaistaan ​​yksinkertaisin, ja järjestelmä K ', joka ilman pyörivä, liikkuu tasaisessa liikkeessä suhteessa K; myös K "on siis katsotaan inertiaalinen järjestelmä.

Voit kirjoittaa muutokset, se lähti kaksi aksioomista:

  • aika on ehdoton, eli aika t "mitataan suhteessa K 'on sama kuin mitattu K t ja liittyvät samaan tapahtumaan;
  • pituus on ehdoton: intervalli s levossa, suhteen K, on ​​sama pituus s mitattuna K ", liikkuvat suhteessa K.

Sijoittamalla akselit kahden rinnakkaisen järjestelmän on helppo määrittää ns muutos Galileon:

josta se on helppo saada, että:

ja etäisyys kahden eri seikkaa:

Lorentz muunnokset

Todisteet osoittavat, näiden muutosten todettiin voimassa pitkään, ainakin kunnes tutkimukset sähkömagnetismi. Suurin ongelma on, että Galilein suhteellisuusteoria, kun lait klassisen mekaniikan ovat invariantti Galilealainen muutoksia, sama ei koske Maxwellin yhtälöt, joka summa ylös itsensä kaikissa sähkömagnetismi. Lisäksi kokeellista näyttöä, myöhään yhdeksästoista vuosisata alkoi kriisi ajatuksen absoluuttinen referenssijärjestelmiä).

Lorentzin muunnokset mielessä on yhtälöryhmä, että sisällyttämällä valonnopeudella c antaa oikean tavan, jolla liikkeessä muutoksia järjestelmään viite liikkuu suhteessa kiinteään yhden. Yksinkertaisin tapaus on muutos on sellainen, jossa liike järjestelmä on kehitetty vain ja ainoastaan ​​pitkin tiettyä akselia, esimerkiksi x:

Nämä muutokset edellyttävät, että Maxwellin yhtälöt säilyä muuttumattomana missään järjestelmässä viittaus käytetään, mutta ei luopumaan ajatuksesta eetteriä rakentanut useita ad hoc oletuksia, koska supistuminen kokeellisen etäisyydet suuntaan liikkeen tarkkailija kuin eetteri tai vedä häntä Maan se myöhemmin vallankumouksen.

Suhteellisuusteoria

Nämä muunnokset näkyvät perusteella Suhteellisuusteoria Albert Einstein, koska suora seuraus aksioomat vakauden valon nopeus on invarianssista fysiikan lakien seurauksena muutoksia referenssijärjestelmiä.

Kun hyväksyntä tiedeyhteisö Suhteellisuusteoria se purettiin käsite tilaa ja aikaa ehdoton ja erillään toisistaan, kun hän otti hänen paikkansa käsite aika-avaruuden, jossa on etuoikeutettu viitekehys ja kunkin tapahtuman alueelliset ja ajalliset koordinaatit liittyvät toisiinsa funktiona suhteellisen siirtymän tarkkailijan. Kanssa puuttuminen absoluuttinen aika, käsite samanaikaisuuden on muuttanut kynnyksellä suhteellisuusteoria voidaan määritellä sen tilalle ehdoton muualla, eli joukko tapahtumat, jotka kuuluvat kumpikaan tulevaisuuteen eikä menneisyyteen, että on ulkopuolella valokeila.

Tapahtuma käsite

Fysiikassa, ja erityisesti tutkimuksessa suhteellisuusteoria, tapahtuma osoittaa fysikaalinen ilmiö, lokalisoitu tiettyyn kohtaan avaruudessa neliulotteinen.

Esimerkkejä makroskooppisessa maailmassa

Esimerkiksi, kokemus voi kokea kuka tahansa ensi käden:

  • lasi, joka putoaa alas ja hajottaa kulloinkin on tapahtuma;
  • eclipse paljaalla silmällä on tapahtuma.

tapahtua yhdessä paikassa tietyllä hetkellä, tietyssä viitejärjestelmässä.
Tarkkaan ottaen käsite tapahtuma on abstrakti ihannointi, että se määrittelee määrätyn ajankohdan ja paikan avaruudessa, kun taas yhteinen käsite tapahtuma näyttää rajallinen sekä ajallisesti ja avaruudessa.
Yksi tavoitteista suhteellisuusteoria on kyky määritellä, miten tapahtumat vaikuttavat toisiinsa. Tämä saadaan aikaan käyttämällä metrinen tensori, jota käytetään määrittämään syy rakenne avaruusaika.
Ero kahden tapahtumat voidaan luokitella erillisenä, ajallisissa ja / tai nero.
Sillä relativistinen mekaniikka näyttää siltä, ​​että vain jos kaksi tapahtumaa erotetaan välein tilaa ja aikaa nämä fotonisten voit vaikuttaa toiseen.
Seuraava kehitys kvanttimekaniikka tämä oletus on kriisissä jossa vaiheessa Unified Theory of Everything.

Minkowski spacetime

Kuten mainittiin, tavallista euklidinen avaruus voidaan määritellä invariance euklidisen etäisyyden, jonka neliö on:

Tämä määrä, joka on laskettu Pythagoraan lause, on vain invarianttia muutoksista ohjeiston.

Aiemmin aikaa pidettiin muuttumaton ja ei voitu lisätä kolme tilallisia ulottuvuuksia. Kanssa Suhteellisuusteoria, kun aloitat ottaa huomioon nopea tämä ei ole enää totta, koska koordinaatit tilaa ja aikaa sekoitetaan vaikutuksesta muutoksen ohjeiston.

Uusi "kaukosäädin" neliön rakennetaan vähentämällä etäisyys neliö Eukleideen aikaraja:

jossa c on valon nopeus, sama jokaisen tarkkailija. Tämä määrä on usein kutsutaan relativistinen välein. Tapahtuu välittömästi, että kun kaksi tapahtumia päästöjen valonsäteen tietyssä kohdassa aika-avaruuden ja sen vastaanotto toisessa kohdassa, väli on identtisesti nolla. Se tapahtuu myös, että soveltamalla Lorentz koordinaatteihin, alue pysyy muuttumattomana. Väli ole Etäisyyden neliö, koska se ei ole positiivinen varmaa. On olemassa kaksi eri yleissopimusten, yksi vähiten ennen määräajan ja kaikkein edessä paikkatietojen ja vastakkain, kaikki merkit päinvastainen:

Ei ole standardi hallitseva korkeakoulujen, mutta käytetty allekirjoitus ei muutu fysiikan teoriaa. Sen sijaan, käyttäen kierto Wick, koska on puhtaasti kuvitteellinen aika, saat euklidinen matkan neliulotteinen spacetime:

On huomattava, kuitenkin, että kierto Wick muuttaa matemaattinen rakenne teorian ja ei voida verrata kaksi allekirjoitusta edellä. Tämä muotoilu on todella analyyttinen jatkaminen muita ja sitä voidaan käyttää, joissakin yhteyksissä, helpottaa päätöslauselman joitakin ongelmia, tekee käänteisen muunnoksen palata aika "fyysinen".

Yleensä suhteellisuusteoria, intervalli on yleistynyt kanssa laskettaessa aika-avaruuden äärettömän ottaen huomioon vaihtelut äärettömän etäisyyden vuoksi kaarevuus aika-avaruuden. Suhteellisuusteorian on tässä yhteydessä, joukko koordinaattimuunnokset, kinematiikka ja dynamiikka järjestelmien tilaa aika Minkowski tai pseudoeuclideo.

Kaarevuus aika-avaruuden teorian yleisen suhteellisuusteorian

Teorian yleinen suhteellisuusteoria todetaan, että avaruus on enemmän tai vähemmän kaareva läsnäolo massa; toinen pienempi massa liikkuu niin vaikutus tämän kaarevuuden.
Usein se kuvaa tilannetta pallo, joka muuttaa muotoaan venytetty elastisen arkin painon, kun taas toinen pallo on kiihdyttää tämä muodonmuutos kone ja käytännössä houkutteli ensin.
Tämä on vain yksinkertaistamista koot jotka voidaan esittää, sillä on olla vääntynyt aika-avaruutta eikä vain tilallisia ulottuvuuksia, jota on mahdotonta kuvata ja vaikea tulla raskaaksi.

Ainoa tilanne, että voimme oikein kuvata on että maailmankaikkeus alueellinen ja ajallinen ulottuvuus. Tahansa materiaalia piste edustaa linja, ei pisteestä, joka tarjoaa kantansa kunkin instant: että se on paikallaan tai liikkeessä muuttuu vain kulmakerroin tätä linjaa. Nyt luulemme taivuttaa tämän universumin avulla kolmas ulottuvuus: mitä linjaa kuvaava piste, nyt se on tullut alueen.

On kaareva pinta ei ole euklidinen geometria, erityisesti, voit piirtää kolmio, jonka kulmat lasketaan yhteen eivät tarjoa 180 astetta ja voit myös edetä samaan suuntaan, palaavat tietyn ajan kuluttua alkupisteeseen.

Avaruus kvantisoidaan?

Nykyinen tutkimus on keskittynyt luonne avaruuden klo Planck mittakaavassa. Teoria silmukka kvanttigravitaatio, Säieteorian ja termodynamiikan reikiä mustat ennustaa kaikkia kvantisoidaan avaruus kanssa sopimuksen suuruusluokkaa. Teoria painovoiman silmukan jopa tarjoaa tarkat ennustuksia geometria avaruuden klo Planck mittakaavassa.

Spacetime topologia

Einstein, avaruus on jatkumo neljä ulottuvuutta, jossa syklinen maailmankaikkeuden malli Fridman on muokannut hypersphere. Jos aika-avaruuden on hypersphere eksponentti, se on ominaisuus Euler-Poincare, ja on ainakin yksi polaarinen singularities. Vuodesta geometrista tulkintaa siitä tulee ennustettavissa Big Bang Singularity Polar avaruuden.

Ominaisuus Euler-Poincare on yhtä algebrallinen summa tilausten yksittäisperiaatteen kohtia, jotka palvelevat reticular suljettu pinta.

Niitä käytetään silloittua pintaan neliöt, ja kolmiulotteisen objektin kuutioiksi. Yleistäen n mitat, käyttäen hypercubes.

Järjestyksen singulariteetti ristikko on yhtä suuri kiertokulma, joka saa aikaan ominaisvektori suuntautunut, verrattuna 360 °. Jos esine on topologinen Euler ominaisuus vastaa 2, se on ainakin yksi omituinen järjestyksessä 1, napa.

Superspace

Käsite "superspace" oli kaksi merkityksiä fysiikan. Sana käytettiin ensimmäisen John Archibald Wheeler kuvaamaan avaruuskonfiguraation yleisen suhteellisuusteorian, esimerkiksi tällainen käyttö voidaan nähdä hänen kuuluisa oppikirja 1973 päivätyn gravitaatio.

Toinen merkitys viittaa avaruuskoordinaatit suhteessa teorian supersymmetrian. Tällaisessa formulaatiossa, sekä mitat tavallisen tilan x, y, z, ...., on myös mitat "anticommutanti", jonka koordinaatit on merkitty numeroilla Grassmann; tai yhdessä koko tilan Minkowskin, jotka vastaavat bosonic vapausasteita, on koko anticommutanti liittyvät vapausasteiden Fermionic.

Teoria kirjallisuus

Hyvin tärkeä käyttö käsitettä chronotope on, että ehdotettujen narratologian, erityisesti Venäjän Mihail Bahtin, jolle luokan kuluessa romaani on rooli äärimmäisen keskeisyyden. Tässä yhteydessä chronotope on ilmoittaa "yhteenliittämistä ajallinen ja paikallinen suhteita kirjallisen tekstin."

  0   0
Edellinen artikkeli Never Say Never
Seuraava artikkeli Jorge Antonio Ortiz

Aiheeseen Liittyvät Artikkelit

Kommentit - 0

Ei kommentteja

Lisääkommentti

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Merkkiä jäljellä: 3000
captcha