Мафҳуми вақт дар назарияи нисбият ва астрономия
Вақт як ҷанбаи асосии коинот аст, амиқ ва мураккаб. Фаҳмиши мо дар бораи вақт аз мафҳумҳои оддӣ ба назарияҳои мураккабе, ки нисбият ва астрономияро дар бар мегиранд, таҳаввул ёфтааст. Дар ин мақола, мо мафҳуми вақтро, ки аз ҷониби назарияи нисбияти Эйнштейн шарҳ дода шудааст ва чӣ гуна он дар астрономия барои фаҳмидани коинот истифода мешавад, баррасӣ хоҳем кард.
Назарияи нисбии Эйнштейн
Назарияи нисбии махсус
Соли 1905, Алберт Эйнштейн Назарияи махсуси нисбиро муаррифӣ кард, ки нишон дод, ки вақт ва фазо мутлақ нестанд, чунон ки физикаи классикии Нютон тахмин карда буд. Мувофиқи назарияи нисбии махсус, вақт ва фазо қисми сохтори чорченакае мебошанд, ки фазо-вақт номида мешавад. Ин назария ду постулати асосиро пешниҳод мекунад:
1. Қонунҳои физика дар ҳама системаҳои инерсиалии истинод якхелаанд.
2. Суръати рӯшноӣ дар вакуум барои ҳамаи мушоҳидакунандагон, новобаста аз ҳаракати манбаи рӯшноӣ ё худи мушоҳидакунанда, яксон аст.
Пайомадҳои ин назария инқилобӣ буданд. Яке аз онҳо падидаест, ки бо номи васеъшавии вақт маълум аст. Ин нишон медиҳад, ки вақт барои ашёи зудҳаракат нисбат ба ашёе, ки истодаанд ё сусттар ҳаракат мекунанд, сусттар мегузарад. Масалан, кайҳоннаварде, ки дар киштии кайҳонӣ бо суръати қариб рӯшноӣ парвоз мекунад, нисбат ба касе, ки дар Замин мемонад, сусттар мегузарад. Инро муодилаи Лоренс шарҳ медиҳад.
Назарияи умумии нисбият
Назарияи умумии нисбият Назарияи нисбии Эйнштейн дар соли 1915 ин мафҳумро васеъ кард, то ҷозибаро дар бар гирад. Дар назарияи нисбии умумӣ, ҷозиба на танҳо як қувва, балки натиҷаи каҷравии фазо-вақт аз ҷониби масса ва энергия аст. Массаҳои калон боиси каҷравии фазо-вақт мешаванд ва объектҳое, ки аз ин фазо-вақт ҳаракат мекунанд, масирҳоеро пайгирӣ мекунанд, ки аз ҷониби ин каҷравӣ муайян карда мешаванд.
Таъсири назарияи нисбии умумӣ ба вақт бо номи васеъшавии вақти ҷозиба маълум аст. Дар ин ҳолат, вақт дар наздикии объектҳое, ки ҷозибаи қавӣ доранд, сусттар ҳаракат мекунад. Масалан, вақт дар сатҳи Замин нисбат ба фазо аз сабаби ҷозибаи Замин сусттар мегузарад. Ин таъсир бояд дар технологияи GPS ба назар гирифта шавад, ки дар он моҳвораҳои GPS дар мадорҳои баланд (бо ҷозибаи заифтар) бояд калибр карда шаванд, то вақти дақиқ ҳангоми ҷойгиршавӣ дар сатҳи Замин таъмин карда шавад.
Мафҳуми вақт дар астрономия
Астрономия як илмест, ки ба фаҳмиши вақт такя мекунад. Замон ба астрономҳо имкон медиҳад, ки ҳаракатҳои ситорагон ва сайёраҳоро пайгирӣ кунанд, синну соли коинотро муайян кунанд ва дигар падидаҳои астрофизикиро дарк кунанд. Дар астрономия якчанд мафҳумҳои калидӣ мавҷуданд, ки ба вақт алоқаманданд:
Солҳои рӯшноӣ
Яке аз роҳҳои асосии чен кардани масофа аз ҷониби ситорашиносон истифодаи мафҳуми соли рӯшноӣ аст, ки масофаи тайкардаи нурро дар як сол ифода мекунад. Суръати рӯшноӣ тақрибан 299.792 километр дар як сония аст, аз ин рӯ, як соли рӯшноӣ тақрибан 9,46 триллион километр аст. Бо дарки масофаи ситорагон ва галактикаҳо дар солҳои рӯшноӣ, ситорашиносон метавонанд андоза ва миқёси коинотро дарк кунанд.
Вақти астрономӣ
Дар астрономия, системаҳои гуногуни вақт барои чен кардан ва сабти рӯйдодҳо истифода мешаванд. Баъзе аз инҳо инҳоянд:
– Вақти ҷаҳонӣ (UT): Ин системаи вақт бар асоси гардиши Замин сохта шудааст ва ҳамчун меъёри вақт дар саросари ҷаҳон истифода мешавад.
– Вақти ситоравӣ: Бар хилофи вақти офтобӣ, ки ба мавқеи Офтоб асос ёфтааст, вақти ситоравӣ ба гардиши Замин нисбат ба ситорагони дур асос ёфтааст. Он аз ҷониби астрономҳо барои нишон додани телескопҳо ба объектҳои мушаххас дар осмони шабона истифода мешавад.
– Вақти Заминӣ (TT): Ин миқёси вақтест, ки дар эфемеридаҳо ё ҷадвалҳои мавқеъҳои ҷисмҳои осмонӣ истифода мешавад. Он ба назар мегирад таъсири қувваи ҷозиба аз дигар сайёраҳо барои муайян кардани мавқеъҳои дақиқ.
Таҳририи Вақти Космологӣ
Мафҳуми вақт дар кайҳоншиносӣ аксар вақт давраҳои хеле тӯлонӣ ва наздик ба синну соли коинотро дар бар мегирад. коинотОлимон аз моделҳо истифода мебаранд. Таркиши бузург барои шарҳи пайдоиши коинот, ки тақрибан 13,8 миллиард сол пеш рух додааст, тахмин зада мешавад. Бо омӯзиши нур аз ашёи хеле дур, астрономҳо метавонанд ба гузашта назар кунанд ва шароити аввали коинотро таҳқиқ кунанд. Нуре, ки мо аз галактикаҳое, ки миллиардҳо соли рӯшноӣ дуранд, мегирем, дар асл ба мо имкон медиҳад, ки ин галактикаҳоро ҳамон тавре ки дар ҷавонӣ буданд, бубинем.
Таъсири нисбиятӣ дар астрономия
Таъсири назарияи нисбии умумӣ дар астрономия низ хеле возеҳ аст. Як мисол мушоҳидаи аномалияҳо дар мадори Меркурий аст, ки онро пурра бо қувваи ҷозибаи Нютон шарҳ додан мумкин нест. Назарияи нисбии умумӣ бо ба назар гирифтани таъсири каҷравии Офтоб ба фазо-вақт, ҳисобкунии дақиқтари мадори Меркурийро таъмин мекунад.
Ғайр аз ин, таъсири васеъшавии вақти ҷозиба дар фаҳмиши мо дар бораи сӯрохиҳои сиёҳ нақши муҳим мебозад. Дар наздикии уфуқи рӯйдодҳои сӯрохи сиёҳ, вақт нисбат ба нозири дур ба таври назаррас суст мешавад. Ин таъсиреро ба вуҷуд меорад, ки дар он объектҳое, ки ба сӯрохи сиёҳ наздик мешаванд, барои нозири дур гӯё беҷунбон меистанд.
Мафҳуми вақт дар экзосайёраҳо ва астробиология
Таҳқиқоти сайёраҳои экзопланетаҳо ва имконияти зиндагӣ дар сайёраҳои дигар низ ба дарки вақт вобастагии зиёд дорад. Бо истифода аз усули транзит, астрономҳо метавонанд сайёраҳои берун аз системаи офтобии моро тавассути чен кардани коҳиши нури ситорагон, ки ҳангоми гузаштани сайёра аз пеши ситораи мизбони худ ба вуҷуд меояд, муайян кунанд. Вақти ин транзит маълумоти муҳимро дар бораи андоза, мадор ва дигар хосиятҳои экзопланет медиҳад.
Имконияти ҳаёт дар сайёраҳои дигар низ саволҳои зиёдеро дар бораи вақти астробиологӣ ба миён меорад. Чӣ гуна ҳаёт метавонад дар чунин миқёси бузурги вақт таҳаввул ёбад? Оё ҳаёт миллиардҳо солро барои инкишоф ёфтан сарф кардааст, чунон ки дар Замин буд, ё метавонад ҳаёт дар шароити дигар босуръаттар таҳаввул ёбад?
Хулоса
Фаҳмиши мо дар бораи мафҳуми вақт аз тафаккури хаттии Нютон ба мафҳуми мураккабтар тавассути назарияи нисбии Эйнштейн ва татбиқи он дар астрономия ба таври назаррас таҳаввул ёфтааст. Вақт дигар мутлақ нест, балки аз суръат ва ҷозиба таъсир мегирад. Дар астрономия, фаҳмидани вақт калиди чен кардани масофаҳо, пайгирии ҳаракатҳои ҷирмҳои осмонӣ ва таҳқиқи эволютсияи коинот аст.
Таъсири нисбиятӣ бояд дар доираи васеи мушоҳидаҳои астрономӣ, аз ҷумла истифодаи GPS дар Замин ва омӯзиши сӯрохиҳои сиёҳ, ба назар гирифта шавад. Ғайр аз ин, омӯзиши сайёраҳои экзопланетӣ ва астробиология дар фаҳмиши мо дар бораи ҳаёт ва вақт дар коиноти бузург паҳлӯҳои навро мекушоянд.
Бо робитаи наздики назарияи нисбият ва астрономия, мо дарк мекунем, ки вақт нисбат ба он ки мо тасаввур мекардем, хеле бойтар ва мураккабтар аст. Таҳқиқот минбаъд низ ба амиқтар омӯхтани асрори замон, фазо ва худи коинот идома медиҳад.
