Không thời gian

     
Không-thời gian là quy mô khái niệm giải thích cực tốt cách vận hành của vũ trụ. (Tín dụng hình ảnh: Shutterstock)


Không-thời gian là gì?

Kết cấu của không-thời gian là một mô hình khái niệm phối hợp ba chiều không gian với chiều thứ bốn của thời gian. Theo những lý thuyết vật lý tốt nhất có thể hiện nay, không-thời gian giải thích các hiệu ứng tương đối tính bất thường phát sinh tự việc di chuyển gần tốc độ ánh sáng cũng như hoạt động của những vật thể khối lượng lớn trong vũ trụ.

Bạn đang xem: Không thời gian


Ai đã tìm hiểu ra ko thời gian?

Nhà vật dụng lý nổi tiếng Albert Einstein đã giúp phát triển ý tưởng về không-thời gian như một phần trong thuyết tương đối của ông. Trước công trình xây dựng tiên phong của mình, các nhà khoa học đã tất cả hai lý thuyết đơn lẻ để phân tích và lý giải các hiện tượng kỳ lạ vật lý: Định luật đồ vật lý của Isaac Newton mô tả vận động của các vật thể khối lượng lớn, trong lúc các quy mô điện từ bỏ của James Clerk Maxwell giải thích các công dụng của ánh sáng, theo NASA .

Nhưng những thí nghiệm được thực hiện vào thời điểm cuối thế kỷ 19 nhận định rằng có điều gì đó quan trọng về ánh sáng sủa khả kiến . Các phép đo cho thấy ánh sáng luôn luôn truyền với tốc độ như nhau, bất kể điều gì. Và vào thời điểm năm 1898, nhà đồ gia dụng lý và toán học bạn Pháp Henri Poincaré đang suy đoán rằng tốc độ ánh sáng hoàn toàn có thể là một giới hạn không thể quá qua. Cũng vào khoảng thời gian đó, những nhà nghiên cứu khác đã xem xét năng lực các vật dụng thể biến hóa về kích thước và khối lượng, tùy trực thuộc vào tốc độ của chúng.

Einstein đã phối hợp tất cả rất nhiều ý tưởng đó lại với nhau trong thuyết tương đối hẹp năm 1905 của ông, lý thuyết này cho rằng vận tốc ánh sáng là một trong hằng số. Để vấn đề này trở thành sự thật, không khí và thời hạn phải được kết hợp thành một kích thước duy nhất nhằm mục tiêu giữ cho tốc độ ánh sáng như nhau đối với cả những fan quan sát.

Xem thêm: Hệ Thống Cửa Hàng Bánh Kinh Đô, Cửa Hàng Bánh Kinh Đô Bakery Hà Nội

Một tín đồ trong tên lửa siêu cấp tốc sẽ đo thời hạn để vận động chậm hơn với độ dài của các vật thể ngắn lại hơn so cùng với một bạn đi với vận tốc chậm hơn nhiều. Đó là bởi vì không gian và thời gian là kha khá – chúng dựa vào vào vận tốc của người quan sát. Nhưng vận tốc ánh sáng là cơ bạn dạng hơn cả.

Kết luận rằng không-thời gian là một tấm vải chưa phải do Einstein tự gửi ra. Ý tưởng đó đến từ nhà toán học tín đồ Đức Hermann Minkowski, bạn đã nói trong một câu chuyện thường thì năm 1908 , “Từ ni về sau không khí tự nó và thời hạn tự nó sẽ mất tích thành trơn tối đơn thuần, và chỉ có một kiểu phối hợp của cả nhị sẽ bảo tồn một thực tại hòa bình . ”


Không-thời gian mà ông biểu lộ vẫn được hotline là Minkowski không-thời gian với là bối cảnh của các phép tính vào cả thuyết tương đối và định hướng trường lượng tử. Theo nhà vật lý thiên văn với nhà văn khoa học Ethan Siegel, biểu hiện động lực của những hạt hạ nguyên tử là trường.

Không-thời gian chuyển động thế nào?

Ngày nay, khi phần nhiều người nói tới không-thời gian, bọn họ thường thể hiện nó giống hệt như một tấm cao su. Điều này cũng tới từ Einstein, người đã nhận ra khi ông phạt triển thuyết kha khá rộng của mình rằng lực hấp dẫn là do các đường cong trong cấu trúc của không-thời gian. 

Các vật thể đẩy đà – như Trái đất , phương diện trời hoặc chúng ta – làm nên biến dạng vào không-thời gian khiến cho nó bị bẻ cong. Đến lượt nó, đầy đủ đường cong này lại hạn chế các cách thức mà số đông thứ trong vũ trụ gửi động, cũng chính vì các đồ thể phải đi theo các đường dọc theo đường cong biến tấu này. Chuyển động vì trọng lực thực ra là chuyển động dọc theo sự xoắn và quay của không-thời gian. 

Một thiên chức của NASA mang tên Gravity Probe B (GP-B) đã đo hình dạng của xoáy không-thời gian bao bọc Trái đất vào khoảng thời gian 2011 và nhận thấy rằng nó tương tự với dự kiến của Einstein.

Nhưng đa phần điều này vẫn khó khăn đối với đa số mọi người. Mặc dù bọn họ có thể đàm đạo về không-thời gian y hệt như một tấm cao su, dẫu vậy sự tương tự ở đầu cuối đã bị phá vỡ. Một tấm cao su đặc là nhị chiều, trong khi không-thời gian là tứ chiều. Nó không những cong theo không gian mà tấm thể hiện mà còn cong theo thời gian. Các phương trình phức tạp được sử dụng để lý giải tất cả những vấn đề này rất khó so với ngay cả những nhà trang bị lý học. 

Nhà vật lý thiên văn Paul Sutter viết: “Einstein đã tạo nên một chiếc máy tuyệt đẹp, tuy thế ông ấy không còn lại cho chúng tôi sách chỉ dẫn sử dụng. “Chỉ để lái xe pháo về nhà, thuyết kha khá rộng tinh vi đến mức lúc ai đó phát hiện tại ra giải thuật cho phương trình, họ sẽ nhận được lời giải được đặt theo tên của mình và trở thành cung cấp huyền thoại theo như đúng nghĩa của họ.”


*

Cách đơn giản dễ dàng nhất để hiểu cấu trúc của không-thời gian là tưởng tượng một tấm cao su đặc cong hướng giải pháp mọi trang bị trong vũ trụ chuyển động. Nhưng sự tương tự không hoàn toàn đúng đắn vì không-thời gian bao gồm bốn chiều, trong lúc một tấm cao su chỉ tất cả hai chiều. (Hình ảnh: Shutterstock)

Những gì các nhà kỹ thuật vẫn chưa biết

Bất chấp sự phức hợp của nó, thuyết tương đối vẫn là cách tốt nhất có thể để lý giải các hiện tượng vật lý mà họ biết. Tuy nhiên, những nhà khoa học biết rằng mô hình của họ chưa hoàn chỉnh vì thuyết kha khá vẫn chưa trọn vẹn hòa hợp với cơ học tập lượng tử , điều này giải thích các quánh tính của các hạt hạ nguyên tử với độ đúng mực cực cao cơ mà không kết phù hợp với lực hấp dẫn. 

Cơ học tập lượng tử dựa trên thực tế là những bit bé dại tạo bắt buộc vũ trụ là tách rạc, hoặc lượng tử hóa. Vì vậy, các hạt photon, đầy đủ hạt khiến cho ánh sáng, hệt như những khối ánh sáng nhỏ dại có dạng gói riêng rẽ biệt.

Một số nhà kim chỉ nan đã suy luận rằng tất cả lẽ phiên bản thân không-thời gian cũng xuất hiện thêm trong những khối lượng tử hóa này , giúp kết nối thuyết kha khá và cơ học tập lượng tử. Các nhà nghiên cứu và phân tích tại ban ngành Vũ trụ châu Âu đã khuyến cáo các tia gamma chống thí nghiệm nước ngoài Thiên văn học cho Quantum Thăm dò-Time Space sứ mệnh (GrailQuest), trong những số ấy sẽ bay vòng quanh hành tinh của bọn họ và làm chất nhận được đo siêu đúng đắn về xa xôi, giờ đồng hồ nổ trẻ trung và tràn trề sức khỏe được điện thoại tư vấn là tia gamma vụ nổ đó có thể tiết lộ bản chất cận cảnh của không-thời gian. 

Một sứ mệnh như vậy sẽ không còn khởi hễ trong ít nhất một thập kỷ rưỡi nhưng mà nếu có, nó chắc rằng sẽ giúp xử lý một số bí mật lớn độc nhất còn lâu dài trong đồ lý.