Menene Alaƙar Lokaci
Sau da yawa muna tunanin lokaci a matsayin cikakken abu: daƙiƙa ɗaya a Jakarta daidai yake da daƙiƙa ɗaya a Landan, kuma kowace agogo za ta "gudu" ta hanya ɗaya a ko'ina. Duk da haka, kimiyyar zamani ta nuna cewa wannan zato ba gaskiya ba ne gaba ɗaya. A ƙarƙashin wasu yanayi, lokaci na iya "gudu" a hankali ko sauri dangane da gudu da nauyi. Wannan ra'ayin an san shi da dangantakar lokaci - babban ra'ayi a cikin ka'idar dangantakar Albert Einstein wanda ya canza yadda mutane ke fahimtar sararin samaniya.
Lokaci: Cikakke ko Dangantaka?
Kafin Einstein, ra'ayin da ya fi rinjaye a fannin kimiyyar lissafi (musamman kimiyyar Newtonian) ya yi iƙirarin cewa lokaci abu ne na kowa da kowa kuma iri ɗaya ne ga duk masu kallo. Wannan yana nufin cewa idan mutane biyu suka lura da wannan lamari, za su yarda kan tsawon lokacin da zai ɗauka.
Einstein ya juya wannan zato. Ya nuna cewa auna lokaci ya dogara ne da yanayin mai lura - musamman, saurin mai lura da kuma filin nauyi da mai lura yake. A wata ma'anar, babu "agogon sararin samaniya" da ya shafi dukkan sararin samaniya. Abin da ke wanzuwa shine lokaci kamar yadda aka auna shi da agogon kowane mai lura, wanda galibi ake kira lokaci mai dacewa.
Dangantaka ta Musamman: Lokaci Ya Rage Saboda Gudu
An fara bayyana dangantakar lokaci cikin tsari a cikin Ka'idar Dangantaka ta Musamman (1905). Wannan ka'idar tana aiki ne lokacin da muka yi la'akari da masu lura suna motsawa a cikin saurin da ba ya canzawa (ba ya hanzartawa ba) kuma ba ya shafi nauyi kai tsaye.
Einstein ya fara da muhimman bayanai guda biyu:
1. Dokokin kimiyyar lissafi iri ɗaya ne ga duk masu lura da ke tafiya a layi madaidaiciya a cikin saurin da ba ya canzawa.
2. Saurin haske a cikin injin tsabtace iska koyaushe yana da daidaito (kimanin 299.792.458 m/s) ga duk masu lura, komai saurin tushen haske ko mai lura da shi.
Waɗannan sharuɗɗa guda biyu suna haifar da sakamako mai ban mamaki: idan gudun haske dole ne ya kasance iri ɗaya ga kowa, to girman sarari da lokaci dole ne su "daidaita." Ɗaya daga cikin tasirin da aka fi sani shine faɗaɗa lokaci, inda lokaci kamar yadda mai lura da motsi ya auna ya bayyana yana wucewa a hankali fiye da lokaci kamar yadda mai lura da ke tsaye ya auna.
A taƙaice dai, idan mutum ya yi sauri sosai, yana kusantar saurin haske, agogon sa zai yi alama a hankali fiye da agogon da mutum ba ya tsayawa. Wannan tasirin yana da ƙanƙanta sosai a rayuwar yau da kullum domin saurin mu yana da nisa da saurin haske, amma yana da matuƙar muhimmanci a manyan gudu.
Misali Mai Inganci: Tarin Faɗaɗar Matsala
Wata hanyar da ta shahara wajen fahimtar dangantakar lokaci ita ce tagwayen abubuwan da ke da ban mamaki. Ka yi tunanin tagwaye biyu. Ɗaya ya rage a Duniya, yayin da ɗayan allon jirgin sama mai sararin samaniya yana tafiya kusa da saurin haske ya koma Duniya. A cewar takamaiman alaƙa, tagwayen da suka yi tafiya ba za su fuskanci ƙarancin lokaci ba - ma'ana idan sun dawo, zai zama ƙarami fiye da wanda ya zauna a Duniya.
Ana kiransa "shakku" saboda yana kama da ba daidai ba: bai kamata kowannensu ya ɗauki kansa a matsayin wanda ke hutawa ɗayan kuma yana motsi ba? Maganin ya ƙunshi gaskiyar cewa tagwayen masu tafiya suna fuskantar hanzari lokacin da suke juyawa alkibla, don haka tsarin ma'auninsu ba koyaushe yake yin motsi ba (ba koyaushe yana tafiya a layi madaidaiciya a saurin da ba ya canzawa ). Sakamakon ƙarshe: bambancin shekaru yana wanzuwa.
Dangantaka ta Gabaɗaya: Nauyi Yana Shafar Lokaci
Shekaru goma bayan dangantaka ta musamman, Einstein ya faɗaɗa ka'idarsa zuwa Ka'idar Hulɗa ta Gabaɗaya (1915). Wannan ka'idar ta bayyana nauyi ba a matsayin ƙarfi kamar yadda yake a Newton ba, amma sakamakon lanƙwasawar sararin samaniya ta hanyar taro da kuzari.
A gabaɗaya, lokaci ma yana da alaƙa—amma a wannan karon saboda ƙarfin nauyi. Gwargwadon ƙarfin filin nauyi (misali, kusancinka da babban abu kamar duniya, tauraro, ko ramin baƙi), lokaci yana tafiya a hankali idan aka kwatanta da wurare masu raunin nauyi.
Ana kiran wannan lamari faɗaɗa lokacin nauyi. Abubuwan da ke tattare da shi suna da ban sha'awa: wani a saman Duniya (ƙarfin nauyi) zai fuskanci lokaci a hankali fiye da wanda ke cikin mafi girman kewaya (rashin ƙarfi). Wannan bambanci ƙarami ne, amma ana iya auna shi da agogon atomic daidai gwargwado.
Shaida ta Gaske: GPS da Atomic Agogon
Dangantakar lokaci ba wai kawai ka'idar da ba a iya fahimta ba ce. Ɗaya daga cikin misalan da suka fi amfani shine Tsarin Matsayi na Duniya (GPS). Tauraron GPS suna kewaya Duniya a tsayin kusan kilomita 20.000 a cikin babban gudu kuma suna cikin filin nauyi mai rauni fiye da saman Duniya. Tasirin guda biyu suna faruwa a lokaci guda:
– Saboda tauraron dan adam yana tafiya da sauri, dangantaka ta musamman tana sa agogon tauraron dan adam ya yi aiki a hankali.
– Saboda tauraron dan adam yana cikin rauni mai nauyi, daidaituwar gabaɗaya yana sa agogon tauraron dan adam ya yi aiki da sauri.
Idan ba a gyara ba, waɗannan ƙananan bambance-bambancen lokaci za su taru su haifar da kurakuran matsayin GPS waɗanda za su iya kaiwa kilomita da yawa a rana. A zahiri, tsarin GPS ya haɗa da gyare-gyare masu alaƙa don kiyaye daidaitaccen kewayawa. Wannan misali ne mai ƙarfi na rawar da alaƙa ke takawa a fasahar zamani.
Shin Wannan Yana Nufin "Tafiya Lokaci" Zai Yiwu?
Idan mutane suka ji cewa lokaci na iya tafiya ta hanyoyi daban-daban, tambayar da ke tasowa ita ce game da tafiyar lokaci. A wani ɓangare, "tafiya zuwa gaba" abu ne mai yiwuwa a zahiri: idan ka yi tafiya da sauri ko kuma kana kusa da wani yanki mai matuƙar nauyi, za ka iya fuskantar ƙarancin lokaci fiye da wani, sannan ka koma ka gano cewa suna nan gaba.
Duk da haka, tafiyar lokaci ta fi rikitarwa kuma ta kasance yanki mai hasashe. Wasu hanyoyin lissafi a fannin dangantaka gabaɗaya suna ba da damar tsarin "baƙon abu" na sararin samaniya (kamar wasu ramukan tsutsotsi ), amma ko suna yiwuwa a yanayi, suna da karko, kuma ba sa karya wasu ƙa'idodin zahiri har yanzu ba a fayyace su ba. Don haka, yayin da dangantakar lokaci ke buɗe ƙofa ga tattaunawa game da tafiyar lokaci, ba ya nuna yiwuwar injin lokaci kamar waɗanda ke cikin almarar kimiyya ta atomatik.
Me Yasa Dangantakar Lokaci Ke Faruwa?
Ma'anar dangantakar lokaci ita ce sarari da lokaci ba matakai ne masu tsayawa ba. Suna samar da abu ɗaya: sarari da lokaci. Idan ka yi sauri, za ka "bincika" sararin samaniya da lokaci ta wata hanya daban. Idan kana cikin ƙarfin nauyi, tsarin sararin samaniya da lokaci yana canzawa, yana canza saurin lokaci.
A cikin sauƙi, sararin samaniya yana kiyaye daidaiton dokokin kimiyyar lissafi (misali, saurin haske mai ɗorewa) ta hanyar "canza" yadda ake auna sarari da lokaci ta hanyar masu lura daban-daban. Tasirin ya zama abin mamaki saboda fahimtarmu ta bunƙasa a ƙananan gudu da matsakaicin nauyi, ba a kan sikelin sararin samaniya ba.
Penutup
Dangantakar lokaci ita ce ra'ayin cewa lokaci ba koyaushe yake nuna iri ɗaya ga kowa ba. Ya dogara da sauri da nauyi. Wannan ra'ayi ya samo asali ne daga ka'idojin Einstein na musamman da na gabaɗaya , kuma an nuna shi ta hanyar gwaje-gwaje da aikace-aikacen fasaha kamar GPS. Dangantakar lokaci yana tunatar da mu cewa gaskiyar zahiri sau da yawa ba ta da ban mamaki fiye da yadda muke tsammani - kuma fahimtar kimiyya na iya canza mafi mahimmancin abin da muke fahimta: tafiyar lokaci da kanta.
Idan kuna so, zan iya yin sigar da ta fi shahara (salon yau da kullun) ta wannan labarin ko kuma sigar kimiyya mai cike da dabarun faɗaɗa lokaci da misalan lissafi.
