Салыштырмалуулук теориясында жана астрономияда убакыт түшүнүгү
Убакыт – ааламдын фундаменталдык аспектиси, терең жана татаал. Убакыт жөнүндөгү түшүнүгүбүз жөнөкөй түшүнүктөрдөн салыштырмалуулук жана астрономияга байланыштуу татаал теорияларга чейин өнүккөн. Бул макалада биз Эйнштейндин салыштырмалуулук теориясы менен түшүндүрүлгөн убакыт түшүнүгүн жана анын ааламды түшүнүү үчүн астрономияда кандайча колдонуларын карап чыгабыз.
Эйнштейндин салыштырмалуулук теориясы
Атайын салыштырмалуулук теориясы
1905-жылы Альберт Эйнштейн салыштырмалуулуктун атайын теориясын киргизген, ал убакыт менен мейкиндик классикалык Ньютон физикасы кабыл алгандай абсолюттук эмес экенин көрсөткөн. Атайын салыштырмалуулук теориясына ылайык, убакыт менен мейкиндик мейкиндик-убакыт деп аталган төрт өлчөмдүү түзүлүштүн бир бөлүгү болуп саналат. Бул теория эки негизги постулатты коёт:
1. Физиканын мыйзамдары бардык инерциялык эсептөө системаларында бирдей.
2. Жарык булагынын же байкоочунун өзүнүн кыймылына карабастан, вакуумдагы жарыктын ылдамдыгы бардык байкоочулар үчүн бирдей.
Бул теориянын кесепеттери революциялык болгон. Алардын бири - убакыттын кеңейиши деп аталган кубулуш. Бул тез кыймылдаган объектилер үчүн убакыт кыймылсыз же жайыраак кыймылдаган объектилерге салыштырмалуу жайыраак өтүшү мүмкүн экенин көрсөтүп турат. Мисалы, космос кемесинде жарыктын ылдамдыгына жакын ылдамдыкта саякаттаган космонавт Жерде калган адамга караганда убакыттын жайыраак өтүшүн сезет. Бул Лоренц теңдемеси менен түшүндүрүлөт.
Жалпы салыштырмалуулук теориясы
Эйнштейндин 1915-жылы киргизилген жалпы салыштырмалуулук теориясы бул түшүнүктү гравитацияны да камтый тургандай кеңейткен. Жалпы салыштырмалуулукта гравитация жөн гана күч эмес, масса жана энергиядан улам пайда болгон мейкиндик-убакыттын ийри сызыгынын натыйжасы. Чоң массалар мейкиндик-убакыттын ийри сызыгына алып келет, ал эми бул мейкиндик-убакыт аркылуу кыймылдаган объектилер ушул ийри сызык менен аныкталган жолдор менен жүрүшөт.
Жалпы салыштырмалуулук теориясынын убакытка тийгизген таасири гравитациялык убакыттын кеңейиши деп аталат. Бул учурда, убакыт күчтүү тартылуу күчү бар объектилердин жанында жайыраак жылат. Мисалы, Жердин тартылуу күчүнөн улам Жердин бетинде убакыт космоско караганда жайыраак өтөт. Бул эффект GPS технологиясында эске алынышы керек, мында жогорку орбитадагы (алсызыраак тартылуу күчү менен) GPS спутниктери Жердин бетинде жайгашканда так убакытты камсыз кылуу үчүн калибрлениши керек.
Астрономиядагы убакыт түшүнүгү
Астрономия – убакытты түшүнүүгө абдан таянган илим. Убакыт астрономдорго жылдыздардын жана планеталардын кыймылын көзөмөлдөөгө, ааламдын жашын аныктоого жана башка астрофизикалык кубулуштарды түшүнүүгө мүмкүндүк берет. Астрономияда убакытка байланыштуу бир нече негизги түшүнүктөр бар:
Жарык жылдары
Астрономдор аралыкты өлчөөнүн негизги жолдорунун бири - жарык жылы түшүнүгүн колдонуу, бул жарыктын бир жылда басып өткөн аралыгы. Жарыктын ылдамдыгы секундасына болжол менен 299 792 километрди түзөт, демек, жарык жылы болжол менен 9,46 триллион километрди түзөт. Жылдыздардын жана галактикалардын жарык жылдарындагы аралыктарын түшүнүү менен астрономдор ааламдын көлөмүн жана масштабын түшүнө алышат.
Астрономиялык убакыт
Астрономияда окуяларды өлчөө жана жазуу үчүн ар кандай убакыт системалары колдонулат. Алардын айрымдары:
– Дүйнөлүк убакыт (UT): Бул убакыт системасы Жердин айлануусуна негизделген жана дүйнө жүзү боюнча убакыт эталону катары колдонулат.
– Сидерикалык убакыт: Күндүн абалына негизделген күн убактысынан айырмаланып, сидерикалык убакыт Жердин алыскы жылдыздарга карата айлануусуна негизделген. Ал астрономдор тарабынан түнкү асмандагы белгилүү бир объектилерге телескопторду багыттоо үчүн колдонулат.
– Жердеги убакыт (ЖУ): Бул эфемеридаларда же асман телолорунун абалдарынын таблицаларында колдонулган убакыт шкаласы. Ал так абалдарды аныктоо үчүн башка планеталардын гравитациялык таасирин эске алат.
Космологиялык убакыт редакциясы
Космологияда убакыт түшүнүгү көбүнчө ааламдын жашына жакындап бараткан өтө узак мезгилдерди камтыйт. Окумуштуулар ааламдын келип чыгышын түшүндүрүү үчүн Чоң жарылуу моделин колдонушат, ал болжол менен 13,8 миллиард жыл мурун болгон деп болжолдонууда. Астрономдор өтө алыскы объектилерден келген жарыкты изилдөө менен убакытка көз чаптырып, ааламдын алгачкы шарттарын изилдей алышат. Миллиарддаган жарык жылы алыстыктагы галактикалардан алган жарык бизге ал галактикаларды жаш кезиндегидей көрүүгө мүмкүндүк берет.
Астрономиядагы релятивисттик эффекттер
Жалпы салыштырмалуулук теориясынын таасири астрономияда да абдан айкын көрүнөт. Бир мисал катары Меркурийдин орбитасындагы Ньютондун тартылуу күчү менен толук түшүндүрүүгө мүмкүн болбогон аномалияларды байкоону келтирүүгө болот. Жалпы салыштырмалуулук теориясы Күндүн ийри сызыгынын мейкиндик-убакыттын таасирин эске алуу менен Меркурийдин орбитасынын так эсептөөсүн камсыз кылат.
Мындан тышкары, гравитациялык убакыттын кеңейишинин таасири кара тешиктерди түшүнүүбүздө чечүүчү ролду ойнойт. Кара тешиктин окуя горизонтунун жанында убакыт алыскы байкоочуга салыштырмалуу бир топ жайлайт. Бул кара тешикке жакындап келе жаткан объектилер алыскы байкоочуга кыймылсыз тургандай көрүнгөн эффектти жаратат.
Экзопланеталарда жана астробиологияда убакыт түшүнүгү
Экзопланеталарды жана башка планеталарда жашоо мүмкүнчүлүгүн изилдөө да убакытты түшүнүүгө абдан көз каранды. Транзит ыкмасын колдонуу менен астрономдор биздин Күн системасынын сыртындагы планеталарды планета өзүнүн жылдызынын алдынан өткөндө пайда болгон жылдыз жарыгынын төмөндөшүн өлчөө менен аныктай алышат. Бул транзиттин убактысы экзопланетанын өлчөмү, орбитасы жана башка касиеттери жөнүндө маанилүү маалымат берет.
Башка планеталарда жашоо мүмкүнчүлүгү астробиологиялык убакыт жөнүндө да көптөгөн суроолорду жаратат. Жашоо ушунчалык кеңири убакыт аралыгында кантип өнүгө алат? Жердегидей эле жашоонун өнүгүшү үчүн миллиарддаган жылдар талап кылынганбы же жашоо башка шарттарда тезирээк өнүгө алабы?
Жыйынтык
Убакыт түшүнүгүн түшүнүүбүз Эйнштейндин салыштырмалуулук теориясы жана анын астрономиядагы колдонулушу аркылуу сызыктуу Ньютондук ой жүгүртүүдөн татаалыраак түшүнүккө чейин бир топ өнүктү. Убакыт мындан ары абсолюттук эмес, ага ылдамдык жана тартылуу күчү таасир этет. Астрономияда убакытты түшүнүү аралыктарды өлчөө, асман телолорунун кыймылын көзөмөлдөө жана ааламдын эволюциясын изилдөө үчүн маанилүү.
Релятивисттик эффекттерди Жердеги GPSти колдонуу жана кара тешиктерди изилдөө сыяктуу кеңири астрономиялык байкоолордо эске алуу керек. Андан тышкары, экзопланеталарды изилдөө жана астробиология кең ааламдагы жашоону жана убакытты түшүнүүбүздө жаңы өлчөмдөрдү ачып жатат.
Салыштырмалуулук теориясы менен астрономиянын ортосундагы тыгыз байланыштын аркасында биз убакыттын биз элестеткенден алда канча бай жана татаал экенин түшүнөбүз. Изилдөөлөр убакыттын, мейкиндиктин жана ааламдын өзүнүн сырларын тереңирээк изилдөөнү улантууда.
