Ժամանակի հասկացությունը հարաբերականության տեսության և աստղագիտության մեջ
Ժամանակը տիեզերքի հիմնարար, խորը և բարդ ասպեկտ է: Ժամանակի մասին մեր ընկալումը զարգացել է պարզ հասկացություններից մինչև հարաբերականության և աստղագիտության հետ կապված բարդ տեսություններ: Այս հոդվածում մենք կուսումնասիրենք ժամանակի հասկացությունը, ինչպես այն բացատրվում է Այնշտայնի հարաբերականության տեսությամբ, և թե ինչպես է այն օգտագործվում աստղագիտության մեջ տիեզերքը հասկանալու համար:
Այնշտայնի հարաբերականության տեսությունը
Հատուկ հարաբերականություն
1905 թվականին Ալբերտ Այնշտայնը ներկայացրեց Հարաբերականության Հատուկ Տեսությունը, որը ցույց տվեց, որ ժամանակն ու տարածությունը բացարձակ չեն, ինչպես ենթադրում էր դասական Նյուտոնյան ֆիզիկան։ Հարաբերականության հատուկ տեսության համաձայն՝ ժամանակն ու տարածությունը չորսչափ կառուցվածքի՝ տարածաժամանակի մաս են կազմում։ Այս տեսությունը առաջ է քաշում երկու հիմնական պոստուլատ՝
1. Ֆիզիկայի օրենքները նույնն են բոլոր իներցիոն հաշվարկման համակարգերում։
2. Լույսի արագությունը վակուումում նույնն է բոլոր դիտորդների համար՝ անկախ լույսի աղբյուրի կամ դիտորդի շարժումից։
Այս տեսության հետևանքները հեղափոխական էին։ Դրանցից մեկը ժամանակի դանդաղեցման երևույթն է։ Սա ենթադրում է, որ արագ շարժվող մարմինների համար ժամանակը կարող է ավելի դանդաղ անցնել՝ համեմատած անշարժ կամ ավելի դանդաղ շարժվող մարմինների հետ։ Օրինակ՝ լույսի արագությամբ գրեթե տիեզերանավով ճանապարհորդող տիեզերագնացը կզգա, որ ժամանակն ավելի դանդաղ է անցնում, քան Երկրի վրա գտնվող մեկը։ Սա բացատրվում է Լորենցի հավասարմամբ։
Ընդհանուր հարաբերականություն
Այնշտայնի ընդհանուր հարաբերականության տեսությունը, որը ներկայացվել է 1915 թվականին, ընդլայնեց այս հասկացությունը՝ ներառելով նաև ձգողականությունը։ Ընդհանուր հարաբերականության մեջ ձգողականությունը պարզապես ուժ չէ, այլ զանգվածի և էներգիայի պատճառով տարածաժամանակի կորության արդյունք։ Մեծ զանգվածները տարածաժամանակի կորացման պատճառ են դառնում, և այս տարածաժամանակի միջով շարժվող մարմինները հետևում են այս կորությամբ որոշված ուղիներին։
Ընդհանուր հարաբերականության ազդեցությունը ժամանակի վրա հայտնի է որպես գրավիտացիոն ժամանակի դիլացիա։ Այս դեպքում ժամանակն ավելի դանդաղ կընթանա ուժեղ ձգողականություն ունեցող մարմինների մոտ։ Օրինակ՝ ժամանակը Երկրի մակերևույթի վրա ավելի դանդաղ է անցնում, քան տիեզերքում՝ Երկրի ձգողականության պատճառով։ Այս ազդեցությունը պետք է հաշվի առնվի GPS տեխնոլոգիայում, որտեղ բարձր ուղեծրերում գտնվող (թույլ ձգողականություն ունեցող) GPS արբանյակները պետք է կարգաբերվեն՝ Երկրի մակերևույթին դիրքավորվելիս ճշգրիտ ժամանակ ապահովելու համար։
Ժամանակի հասկացությունը աստղագիտության մեջ
Աստղագիտությունը գիտություն է, որը մեծապես հենվում է ժամանակի ըմբռնման վրա: Ժամանակը թույլ է տալիս աստղագետներին հետևել աստղերի և մոլորակների շարժմանը, որոշել տիեզերքի տարիքը և հասկանալ այլ աստղաֆիզիկական երևույթներ: Աստղագիտության մեջ ժամանակի հետ կապված կան մի քանի հիմնական հասկացություններ.
Լուսային տարիներ
Աստղագետների կողմից հեռավորությունը չափելու հիմնական եղանակներից մեկը լուսային տարվա հասկացության օգտագործումն է, որը լույսի մեկ տարվա ընթացքում անցած հեռավորությունն է: Լույսի արագությունը մոտավորապես 299.792 կիլոմետր վայրկյանում է, ուստի լուսային տարին մոտավորապես 9,46 տրիլիոն կիլոմետր է: Աստղերի և գալակտիկաների լուսային տարիների հեռավորությունները հասկանալով՝ աստղագետները կարող են պատկերացում կազմել տիեզերքի չափերի և մասշտաբների մասին:
Աստղագիտական ժամանակ
Աստղագիտության մեջ իրադարձությունները չափելու և գրանցելու համար օգտագործվում են տարբեր ժամանակային համակարգեր: Դրանցից մի քանիսն են՝
– Համընդհանուր ժամանակ (UT): Այս ժամանակային համակարգը հիմնված է Երկրի պտույտի վրա և օգտագործվում է որպես ժամանակի չափանիշ ամբողջ աշխարհում:
– Աստղային ժամանակ. Ի տարբերություն արեգակնային ժամանակի, որը հիմնված է Արեգակի դիրքի վրա, աստղային ժամանակը հիմնված է Երկրի պտույտի վրա հեռավոր աստղերի նկատմամբ։ Այն օգտագործվում է աստղագետների կողմից գիշերային երկնքի որոշակի օբյեկտների վրա աստղադիտակները ուղղելու համար։
– Երկրային ժամանակ (TT): Սա ժամանակային սանդղակ է, որն օգտագործվում է էֆեմերիսում կամ երկնային մարմինների դիրքերի աղյուսակներում: Այն հաշվի է առնում այլ մոլորակների գրավիտացիոն ազդեցությունը՝ ճշգրիտ դիրքերը որոշելու համար:
Կոսմոլոգիական ժամանակի խմբագրություն
Տիեզերագիտության մեջ ժամանակի հասկացությունը հաճախ ներառում է շատ երկար ժամանակահատվածներ, որոնք մոտենում են տիեզերքի տարիքին: Գիտնականները օգտագործում են Մեծ պայթյունի մոդելը՝ բացատրելու տիեզերքի ծագումը, որը, ենթադրաբար, տեղի է ունեցել մոտ 13,8 միլիարդ տարի առաջ: Շատ հեռավոր մարմիններից եկող լույսն ուսումնասիրելով՝ աստղագետները կարող են ժամանակի մեջ հետ նայել և հետազոտել տիեզերքի վաղ պայմանները: Միլիարդավոր լուսային տարիներ հեռու գտնվող գալակտիկաներից ստացվող լույսը իրականում թույլ է տալիս մեզ տեսնել այդ գալակտիկաները այնպիսին, ինչպիսին դրանք եղել են իրենց երիտասարդության տարիներին:
Հարաբերական էֆեկտներ աստղագիտության մեջ
Ընդհանուր հարաբերականության տեսության ազդեցությունը շատ ակնհայտ է նաև աստղագիտության մեջ։ Մեկ օրինակ է Մերկուրիի ուղեծրի անոմալիաների դիտարկումը, որոնք լիովին չեն կարող բացատրվել Նյուտոնյան ձգողականությամբ։ Ընդհանուր հարաբերականությունը ապահովում է Մերկուրիի ուղեծրի ավելի ճշգրիտ հաշվարկ՝ հաշվի առնելով Արեգակի կորության ազդեցությունը տարածաժամանակի վրա։
Ավելին, գրավիտացիոն ժամանակի դիլատացիայի ազդեցությունը կարևոր դեր է խաղում սև խոռոչների մեր ըմբռնման մեջ: Սև խոռոչի իրադարձությունների հորիզոնի մոտ ժամանակը զգալիորեն դանդաղում է հեռավոր դիտորդի համեմատ: Սա ստեղծում է մի էֆեկտ, երբ սև խոռոչին մոտեցող օբյեկտները հեռավոր դիտորդի համար թվում են անշարժ:
Ժամանակի հասկացությունը էկզոմոլորակներում և աստղաբիոլոգիայում
Էկզոմոլորակների և այլ մոլորակների վրա կյանքի հնարավորության հետազոտությունները նույնպես մեծապես կախված են ժամանակի ըմբռնումից: Տրանզիտի մեթոդն օգտագործելով՝ աստղագետները կարող են հայտնաբերել մեր Արեգակնային համակարգից դուրս գտնվող մոլորակներ՝ չափելով աստղային լույսի նվազումը, որը տեղի է ունենում, երբ մոլորակն անցնում է իր մայր աստղի առջևով: Այս տարանցման ժամանակը կարևոր տեղեկություններ է տրամադրում էկզոմոլորակի չափի, ուղեծրի և այլ հատկությունների մասին:
Այլ մոլորակների վրա կյանքի առկայության հնարավորությունը նաև բազմաթիվ հարցեր է առաջացնում աստղաբիոլոգիական ժամանակի վերաբերյալ։ Ինչպե՞ս կարող էր կյանքը զարգանալ այդքան լայն ժամանակային մասշտաբով։ Արդյո՞ք կյանքին միլիարդավոր տարիներ են պահանջվել զարգանալու համար, ինչպես Երկրի վրա, թե՞ կարող էր կյանքն ավելի արագ զարգանալ այլ պայմաններում։
Եզրակացություն
Ժամանակի հասկացության մեր ըմբռնումը զգալիորեն զարգացել է գծային նյուտոնյան մտածողությունից դեպի ավելի բարդ հասկացություն՝ Այնշտայնի հարաբերականության տեսության և դրա աստղագիտության մեջ կիրառությունների միջոցով: Ժամանակն այլևս բացարձակ չէ, այլ ազդվում է արագությունից և ձգողականությունից: Աստղագիտության մեջ ժամանակի ըմբռնումը կարևոր է հեռավորությունները չափելու, երկնային մարմինների շարժումները հետևելու և տիեզերքի էվոլյուցիան ուսումնասիրելու համար:
Հարաբերական էֆեկտները պետք է հաշվի առնվեն աստղագիտական լայն դիտարկումներում, ներառյալ Երկրի վրա GPS-ի օգտագործումը և սև խոռոչների ուսումնասիրությունը: Ավելին, էկզոմոլորակների ուսումնասիրությունը և աստղաբիոլոգիան նոր հեռանկարներ են բացում անսահման տիեզերքում կյանքի և ժամանակի մեր ըմբռնման մեջ:
Հարաբերականության տեսության և աստղագիտության միջև սերտ կապի շնորհիվ մենք գիտակցում ենք, որ ժամանակը շատ ավելի հարուստ և բարդ է, քան մենք երբևէ պատկերացրել ենք։ Հետազոտությունները շարունակում են ավելի խորը ուսումնասիրել ժամանակի, տարածության և տիեզերքի առեղծվածները։
