Mối tương quan giữa thời gian & không gian

Không-thời gian là mô hình khái niệm giải thích rất tốt cách quản lý của vũ trụ. (Tín dụng hình ảnh: Shutterstock)


Không-thời gian là gì?

Kết cấu của không-thời gian là một quy mô khái niệm phối kết hợp ba chiều không gian với chiều thứ bốn của thời gian. Theo những kim chỉ nan vật lý rất tốt hiện nay, không-thời gian lý giải các hiệu ứng tương đối tính không bình thường phát sinh tự việc dịch rời gần tốc độ ánh sáng cũng như hoạt động của các vật thể khối lượng lớn vào vũ trụ.

Bạn đang xem: Mối tương quan giữa thời gian & không gian

Ai đã tò mò ra ko thời gian?

Nhà vật lý nổi tiếng Albert Einstein đã giúp cải cách và phát triển ý tưởng về không-thời gian như một trong những phần trong thuyết kha khá của ông. Trước công trình xây dựng tiên phong của mình, những nhà khoa học đã tất cả hai lý thuyết cá biệt để giải thích các hiện tượng kỳ lạ vật lý: Định luật đồ gia dụng lý của Isaac Newton mô tả chuyển động của các vật thể khối lượng lớn, trong lúc các mô hình điện tự của James Clerk Maxwell lý giải các đặc tính của ánh sáng, theo NASA .

Nhưng các thí nghiệm được thực hiện vào vào cuối thế kỷ 19 cho rằng có điều gì đó quan trọng đặc biệt về ánh sáng sủa khả kiến . Các phép đo cho thấy thêm ánh sáng luôn truyền với tốc độ như nhau, bất cứ điều gì. Và vào năm 1898, nhà thứ lý và toán học tín đồ Pháp Henri Poincaré đã suy đoán rằng tốc độ ánh sáng có thể là một số lượng giới hạn không thể quá qua. Cũng trong khoảng thời hạn đó, những nhà nghiên cứu và phân tích khác vẫn xem xét năng lực các vật dụng thể biến hóa về form size và khối lượng, tùy thuộc vào tốc độ của chúng.

Einstein đã phối hợp tất cả hầu như ý tưởng đó lại với nhau trong thuyết kha khá hẹp năm 1905 của ông, lý thuyết này cho rằng tốc độ ánh sáng là một hằng số. Để điều đó trở thành sự thật, không khí và thời hạn phải được phối kết hợp thành một kích thước duy nhất nhằm mục tiêu giữ cho tốc độ ánh sáng sủa như nhau đối với tất cả những bạn quan sát.

Xem thêm: Chuyển Kênh Chính Sang Kênh Phụ, Chuyển Kênh Phụ Thành Kênh Chính, Làm Rõ Về Kênh

Một bạn trong tên lửa siêu nhanh sẽ đo thời gian để vận động chậm hơn với độ dài của các vật thể ngắn thêm một đoạn so cùng với một tín đồ đi với vận tốc chậm rộng nhiều. Đó là chính vì không gian và thời hạn là kha khá – chúng dựa vào vào tốc độ của người quan sát. Nhưng tốc độ ánh sáng là cơ bản hơn cả.

Kết luận rằng không-thời gian là 1 trong tấm vải không phải do Einstein tự đưa ra. Ý tưởng đó tới từ nhà toán học fan Đức Hermann Minkowski, người đã nói vào một câu chuyện thông thường năm 1908 , “Từ nay về sau không gian tự nó và thời hạn tự nó sẽ mất tích thành bóng tối solo thuần, và chỉ gồm một kiểu kết hợp của cả nhị sẽ bảo đảm một thực tại chủ quyền . ”

Không-thời gian mà lại ông thể hiện vẫn được điện thoại tư vấn là Minkowski không-thời gian và là bối cảnh của những phép tính vào cả thuyết tương đối và định hướng trường lượng tử. Theo nhà thiết bị lý thiên văn cùng nhà văn khoa học Ethan Siegel, miêu tả động lực của những hạt hạ nguyên tử là trường.

Không-thời gian chuyển động thế nào?

Ngày nay, khi phần đông người nói đến không-thời gian, chúng ta thường thể hiện nó y như một tấm cao su. Điều này cũng đến từ Einstein, người đã nhận được ra lúc ông phân phát triển thuyết tương đối rộng của mình rằng lực hấp dẫn là do những đường cong trong kết cấu của không-thời gian. 

Các thiết bị thể mập mạp – như Trái đất , phương diện trời hoặc chúng ta – làm nên biến dạng trong không-thời gian khiến nó bị bẻ cong. Đến lượt nó, rất nhiều đường cong đó lại hạn chế các phương pháp mà các thứ trong vũ trụ đưa động, cũng chính vì các thiết bị thể phải đi theo những đường dọc theo đường cong biến dạng này. Chuyển động vì trọng lực thực ra là chuyển động dọc theo sự xoắn và quay của không-thời gian. 

Một thiên chức của NASA có tên Gravity Probe B (GP-B) đã đo hình dạng của xoáy không-thời gian bao bọc Trái đất vào thời điểm năm 2011 và nhận ra rằng nó tương tự với dự đoán của Einstein.

Nhưng đa phần điều này vẫn khó khăn đối với số đông mọi người. Mặc dù họ có thể luận bàn về không-thời gian giống như một tấm cao su, tuy thế sự tương tự ở đầu cuối đã bị phá vỡ. Một tấm cao su đặc là nhị chiều, trong những lúc không-thời gian là tứ chiều. Nó không những cong theo không gian mà tấm biểu lộ mà còn cong theo thời gian. Các phương trình tinh vi được áp dụng để phân tích và lý giải tất cả những vấn đề này rất khó so với ngay cả các nhà đồ lý học. 

Nhà vật lý thiên văn Paul Sutter viết: “Einstein đã tạo nên một chiếc máy tuyệt đẹp, cơ mà ông ấy không vướng lại cho shop chúng tôi sách gợi ý sử dụng. “Chỉ để lái xe cộ về nhà, thuyết tương đối rộng phức tạp đến mức khi ai đó phát hiện nay ra giải mã cho phương trình, họ đang nhận được lời giải được để theo tên của mình và trở thành cung cấp huyền thoại theo đúng nghĩa của họ.”


*

Cách dễ dàng và đơn giản nhất nhằm hiểu cấu trúc của không-thời gian là tưởng tượng một tấm cao su cong hướng biện pháp mọi máy trong vũ trụ chuyển động. Nhưng sự tương tự như không hoàn toàn đúng mực vì không-thời gian bao gồm bốn chiều, trong những lúc một tấm cao su chỉ gồm hai chiều. (Hình ảnh: Shutterstock)

Những gì các nhà công nghệ vẫn không biết

Bất chấp sự phức hợp của nó, thuyết tương đối vẫn là cách tốt nhất để lý giải các hiện tượng vật lý mà họ biết. Tuy nhiên, những nhà kỹ thuật biết rằng mô hình của họ chưa hoàn chỉnh vì thuyết tương đối vẫn chưa hoàn toàn hòa thích hợp với cơ học tập lượng tử , điều này giải thích các sệt tính của các hạt hạ nguyên tử với độ chính xác cực cao tuy thế không kết hợp với lực hấp dẫn. 

Cơ học tập lượng tử dựa trên thực tế là những bit nhỏ dại tạo yêu cầu vũ trụ là tách rạc, hoặc lượng tử hóa. Vì vậy, những hạt photon, hầu hết hạt làm cho ánh sáng, y hệt như những khối ánh sáng nhỏ có dạng gói riêng biệt.

Một số nhà lý thuyết đã tư duy rằng tất cả lẽ bản thân không-thời gian cũng lộ diện trong những khối lượng tử hóa này , giúp liên kết thuyết tương đối và cơ học lượng tử. Các nhà nghiên cứu tại ban ngành Vũ trụ châu Âu đã khuyến nghị các tia gamma chống thí nghiệm thế giới Thiên văn học mang đến Quantum Thăm dò-Time Space thiên chức (GrailQuest), trong các số ấy sẽ cất cánh vòng quanh toàn cầu của bọn họ và làm được cho phép đo siêu chính xác về xa xôi, giờ nổ trẻ trung và tràn đầy năng lượng được call là tia gamma vụ nổ đó rất có thể tiết lộ bản chất cận cảnh của không-thời gian. 

Một sứ mệnh như vậy sẽ không còn khởi động trong tối thiểu một thập kỷ rưỡi mà lại nếu có, nó có lẽ rằng sẽ giúp giải quyết và xử lý một số bí mật lớn độc nhất vô nhị còn trường thọ trong vật dụng lý.