Tér és idő
Az evolúció a fogalmak térben és időben. A lényege az eredeti elképzelések a tér és idő az volt, hogy azok bizonyos külső körülmények az élet, függetlenül létező dolog. Alapján ilyen ábrázolások Newton kidolgozta az abszolút tér és az idő. Ezen elképzelés szerint „abszolút tér természeténél fogva függetlenül mi mást külső marad mindig hasonló és ingatlan”; „Az abszolút, igaz és matematikai idő magától és saját természeténél fogva folyik egyaránt, tekintet nélkül bármit is kívül ...”. Más szóval, az idő és a tér, nincs anyagi folyamatok és teljesen független tőlük.
A probléma a tér és az idő szorosan kapcsolódik a fogalom a rövid és hosszú távú. Emlékezzünk vissza, hogy a hosszú távú értelmezni (különösen Newton), mint egy pillanat forgalmazása gravitációs és elektromos hatások az üres abszolút teret. Ezzel szemben a rövid-koncepció (ez a koncepció tapadt Descartes, Huygens, Faraday Maxwell) alapja az a gondolat, hogy a tér tele van éterrel, ahol bármely kölcsönhatás továbbítani pont-pont, így a fény (és bármely más elektromágneses hullámok) terjednek véges sebességgel . Ez a megegyezés a kölcsönhatás és a tér alakult ki a keretet a klasszikus fizika, a XX században (elutasítása után a hipotézist, éterben) keretében kidolgozott, a relativitáselmélet és a kvantummechanika.
A jelenlegi (relativisztikus) koncepció által kifejlesztett Einstein az ő relativitáselmélet, a tér és az idő bizonyos formái koordináció az anyagi objektumok és folyamatok jellemzőit és jellegét, ami viszont meghatározza az alapvető tulajdonságait térben és időben. A rendelkezésre álló tér és idő, egységes tartalommal - a mozgó anyag - viszonyát mutatja, térben és időben, a lehetetlen létezésük teljesen függetlenek egymástól. A kialakulását és fejlődését a relativitáselmélet, a tudósok már nem tartják a tér és idő, mint a két tulajdonság az anyag - általános elismerés a természettudományok és a filozófia a következtetésre jutottak, hogy kombinálni kell a fogalom négydimenziós kontinuum, és nézett, mint egy forma megléte számít - a „tér-idő”.
Az alapvető tulajdonságai térben és időben. Tekintsük az általános és speciális tulajdonságai térben és időben. Az első csoport svoystvotnosyat:
1. Az objektivitás (a függetlenség, az emberi elme).
2. Abszolút, sokoldalúság (térben és időben egyetemes formák megléte számít, megnyilvánul minden szerkezeti szinten és minden szakaszában a fejlődés).
3. Folytonosság és tér-idő kommunikációra egymással és a mozgó anyag.
4. A folytonosság a szerkezet - hiányában hiányosságok térben és időben.
5. Mennyiségi és minőségi végtelenbe, elválaszthatatlan szerkezeti végtelen anyag (lehetetlen találni egy helyet, ahol a hely és az idő nem áll rendelkezésre).
Különleges tulajdonságok közé tartozik a háromdimenziós tér, homogén és izotróp. A háromdimenziós azt jelenti, hogy a tér, amelyben megvalósulnak az összes ismert folyamatok és kölcsönhatások, három dimenziója van, és a helyzetét bármely objektum megadható három független változó (koordináták).
Egyenletessége tér az a személyazonosító tulajdonságait mind térbeli pont (hiányában izolált pont). Egyenletessége hely megfelel a szimmetria a koordináta-rendszer átadása - bármilyen fizikai folyamat pontosan ugyanaz, ha bármely más, pont a térben.
Az izotrópiájára tér megérteni tulajdonságai függetlenek az irányt a figyelmet e tulajdonságok (egyenlőségét minden lehetséges irányban az űrben). A izotrop tér minden fizikai folyamat ugyanaz, ha végrehajtja azt bármely más referencia képkocka, elforgatható egy tetszőleges szöget (körszimmetrikus képest a koordináta-rendszer).
Idő általában jellemző specifikus tulajdonságok, mint háromdimenziós véglegességet homogenitást.
Odnomernostvremeni nyilvánul lineáris eseménysor kapcsolódnak egymáshoz, és (ellentétben tér) helyzetének meghatározására az időben, csak egy alkalommal koordinálja. Továbbá, ellentétben a tér jellemzőivel rendelkező izotrópiával és a homogenitás, míg csak hatással rendelkeznek homogenitás álló egyenlőségét minden szempontból.
Egyenletessége idő azt jelenti, hogy minden fizikai folyamat ugyanaz, ha ismételjük át egy tetszőleges időintervallumban (szimmetria változások kezdete időzítés). Az ingatlan a homogenitás a tér és idő, valamint izotrópiájára tér, amint azt az alábbi, szorosan kapcsolódik a fizika alapvető törvényeivel - a megmaradási törvények.
Visszafordíthatatlanságába idő egy olyan tulajdonság, ami azt jelenti, egyirányú változás a múltból a jövőbe, vissza az idő folyása, és visszatér a múlt lehetetlen. Visszafordíthatatlanságáról idő társult visszafordíthatatlan során az alapvető fizikai folyamatok.
A relativitás elve. A klasszikus relativitás elve (a fizikai közötti egyenlőség elvét az inerciális rendszerek) által megfogalmazott Galileo 1636-ban, a következő: minden inerciális referencia képkocka mozgás szervek szerint történik ugyanazok a törvények. Emlékezzünk vissza, hogy az úgynevezett tehetetlenségi vonatkoztatási rendszer, amelyben a törvény a tehetetlenség: olyan anyag, pont, amikor nem kell erőt (vagy kölcsönösen kiegyensúlyozott erők), van egy nyugalmi állapotban vagy egyenletes egyenes vonalú mozgás. Szigorúan véve, a koncepció a tehetetlenségi vonatkoztatási rendszer tudományos absztrakció, mint valódi referenciakeret mindig társul egy adott szerv (pl a Föld). Összhangban a klasszikus relativitás elve bármilyen mechanikai kísérleteket végzett a inerciális referencia rendszer nem tudja meghatározni a rendszer nyugalmi vagy mozgó egyenletesen és egyenes vonalú. Ez az elv, meghatalmazotti egyik alapelvét invarianciája volt a kiindulási pont Einstein relativitáselmélete.
Ez könnyen belátható, hogy a leírás minden fizikai jelenség függ a referencia képkocka a megfigyelő. Például utasokat mozgó villamosra látni az érme, amely kiesett a kezéből egyikük esik függőlegesen, és a gyalogosok állt az utcán, a mozgás az érme lesz a parabola. Tehát a leírás az események során az átmenet az egyik frame a másikra meg lehet változtatni, de a fizika törvényei, az illetékes szervek az őszi (valamint bármely más természeti törvények) azonosak a megfigyelők, akik mind a vezetékes és a mozgó koordináta-rendszerben.
Más szóval, az esemény leírása függ a megfigyelő, és a természet törvényei nem ettől függ, azaz a invariáns, ez a lényege a kiterjesztett relativitás elve. Itt egy ekvivalens megfogalmazása ezt az elvet: a fizika törvényei ugyanolyan formában az összes inerciális referencia rendszereket. Továbbá a relativitás elve ismert tapasztalatok és egyéb invariancia elvének (vagy más szóval, a szimmetria) természet törvényei, különös elvek szimmetria kapcsolódó egységes térben és időben.
Ennek alapján a relativitás elve, Einstein épült két különböző (bár rokon, egymáshoz kapcsolódó) elmélet. A klasszikus relativitás elve Galileo állította invarianciájának a mechanika törvényei minden inerciális referencia rendszereket. Speciális (magán), a relativitáselmélet Einstein jött létre, mint kísérletek eredményeként alkalmazását kiterjeszti ezt az elvet, hogy a törvényi elektrodinamika. Az általános relativitáselmélet jóváhagyott invariancia természet törvényei semmilyen utalás rendszerek - mind a tehetetlenségi és a nem-inerciális (mozgó, változó sebesség a tehetetlenségi rendszerben).
Speciális relativitáselmélet. Mivel a különleges szerepet, nemcsak elektrodinamika, de Einstein központi helyen a fény sebessége. Sokáig úgy vélték, végtelenül nagy értéket, a számérték a fénysebesség szabad térben, megközelítőleg egyenlő 300.000 km / s, határoztuk csak XIX. Ez az érték a felső határ a sebesség minden tárgyat, a hullámok és jelek, a maximális adatátviteli sebességet és az esetleges fizikai kölcsönhatásokat. A legtöbb esetben, a fény sebessége aránytalanul nagy, mint a sebességet szervek a külvilág (például sebességét Földet az orbitális mozgás a Nap körül mintegy 30 km / s, és a Nap sebesség, mozog a központ a Galaxy, körülbelül 250 km / c).
Összhangban a relativitás elve haladó fény sebessége vákuumban kell egyeznie minden inerciális referencia rendszereket. Ez az elv, úgy tűnik, ellentétben a józan ész, mert a fény egy mozgó forrás (bármilyen sebesség ő vagy áthelyezve) és a helyhez kötött forrás kell érkezniük a megfigyelő egyszerre. Azonban a természet a fény terjedését úgy történik.
Annak érdekében, hogy általánossá relativitás elve és terjessze ki azt minden a fizika törvényei, Einstein volt, hogy vizsgálja felül a newtoni tér-idő reprezentáció. A speciális relativitáselmélet ez azt jelenti, hogy sok a tulajdonságok a tér-idő, úgy még ép, abszolút, sőt, ezek nem - ezek relatív. Különösen a speciális relativitáselmélet elvesztették abszolút jellegű, mint tér- és időbeli jellemzőit, mint a hossza a tárgy (hosszúság), időrésben egyidejűsége eseményeket. Mindezek a jellemzők, mint Einstein megmutatta, függ a kölcsönös (relatív) mozgását az anyagi objektumok.
A speciális relativitáselmélet egyesíti térben és időben az egész tér-idő kontinuum. Összhangban ez az elmélet, a tér-időbeli tulajdonságait szervek függ a sebesség a mozgás - növelésével a sebesség a test (akár közeli értékeket a fény sebessége) testének mérete csökken a mozgás irányát, időbeli folyamatok lelassult, továbbá, hogy növeli a testsúly.
Amikor a komplex (összesített) mozgó anyagi tárgy sebességét hozzáadásával határozzuk meg, a sebesség vektorok megfelelő komponenseket a mozgás. Ebben az értelemben a relatív sebesség - érték függ a rendszer, amelyben a megfigyelő. Ezzel ellentétben, a mozgás a fény alapvetően eltér a mozgás más anyagi tárgyak, a sebesség kisebb, mint a fény sebessége - a fénysebesség nem verem más sebességgel, hogy abszolút, ez a lényege a legfontosabb megállapításokat, hogy az alapját képezik a speciális relativitáselmélet.
Abszolút változatlan fény sebessége nem mond ellent a relativitás elve, és teljesen kompatibilis vele. Az állandóság a fénysebesség - megszilárdult az az ingatlan jellege. Rendkívül fontos az a tény, hogy bevonása nélkül a legfontosabb értékek - a fénysebesség - lehetetlen, hogy megoldja a problémát, egyidejűsége eseményeket. Az egyidejűség relativitáselmélet is relatív, attól függően, hogy a referencia-rendszerben. A klasszikus mechanika, amely időben abszolút, abszolút egyidejűsége az események. A speciális relativitáselmélet tartják paradox hatása miatt a mozgás szervek sebességgel közel fénysebességgel, és ellentétben a szokásos megérzések a világot. A legismertebb ilyen hatások - lassítja (lassú órajel): órák képest elmozdulnak a megfigyelő, lassabb neki, mint az azonos órát a kezében.
Az általános relativitáselmélet. Ezzel szemben a speciális relativitáselmélet általános relativitáselmélet (GTR) alkalmazható bármely rendszer referencia. Matematikailag GR sokkal nehezebb, ez magában foglalja a speciális esete speciális relativitáselmélet (és ezért a Newton-törvények). A függőség OTO sor tér- és időbeli összefüggések anyag lezajló folyamatok térben és időben. Ennek alapja elmélet alapja az egyenértékűség elve a tehetetlen és súlyos tömeg, még szerelt a klasszikus fizika: kinematikai eredő hatásokat az intézkedés alapján a gravitációs erők egyenértékű tehetetlenségi eredő hatásokat hatására gyorsulás.
Az általános relativitáselmélet Einstein ad egy új értelmezése a gravitáció. Összhangban a egyetemes tömegvonzás törvénye bármely két szervek a világegyetemben van egy erő a kölcsönös vonzás - ezért, különösen a föld forog a nap körül. Azonban, az általános relativitáselmélet, ez a jelenség eltérően értelmezik: a gravitációs mező a test deformációja következtében (ív) a tér-idő hatására a testsúly. Így a nehezebb (nagyobb tömegű) test, generáló gravitáció, annál deformált tér-idő körül, és annál erősebb a gravitációs mező. Mi a megfigyelő úgy véli, a gravitációs erő (erő a newtoni értelemben) szerint az általános relativitás intézkedés a külső megnyilvánulása a görbület a tér-idő. Megjegyzendő, hogy amennyiben ez az értelmezés a leginkább kielégítő magyarázatot a természet a gravitáció.
A GR székhelye nemcsak térben a görbület a gravitációs mező, hanem az idő tágulása erős gravitációs mező, annál kifejezettebb, minél intenzívebb a gravitációs mező (a gravitációs mező elegendően nagy szilárdságú lehet teljes befejezési idő). Amikor ez történik, hogy a fénykibocsátás követő erősebb hajlam, annál növeli a fény hullámhossza és frekvenciája csökken; egy bizonyos értéket a gravitációs mező a hullám hosszának tart végtelenbe, és annak gyakorisága, illetve, hogy nulla. Ahhoz, hogy egy megfigyelő, ez a hatás abban nyilvánul meg, hogy a fényforrást sugárzás láthatatlan, mert a fény nem alkalmazható, nem hagyja el a forrást. Különösen a kibocsátott fény a nap, ez történt volna, amikor kinyomjuk egy labdát sugarú kevesebb mint 3 km-re -, akkor (a törvény szerint az általános tömegvonzás), a gravitációs erő a felszín közelében a labda növeli, hogy a fény nem lesz képes elhagyni a csillag felszínéről.
Az általános relativitáselmélet volt az utolsó alapvető fizikai elmélet, keretében létrehozott létrehozásának elektromágneses képet a világban. A modern megértését térben és időben, mint látható a fenti, szorosan kapcsolódik a relativitáselmélet.