Գլուխ երկրորդ. Տարածություն և ժամանակ


Մարմինների շարժման մասին մեր այժմյան պատկերացումները գալիս են Գալիլեյից և Նյուտոնից։ Նրանցից առաջ մարդիկ հավատում էին Արիստոտելին, ով ասում էր, որ մարմնի բնական վիճակը դադարն է, և որ մարմինը շարժվում էմիայն որևէ ուժի կամ իմպուլսի դրդումով։ Դրանից հետևում էր, որ ծանր մարմինը պետք է ավելի արագ ընկնի, քան թեթևը, քանի որ Երկիրը նրան ավելի մեծ ուժով կքաշի դեպի իրեն։

Արիստոտելյան ավանդույթը նաև պնդում էր, որ տիեզերքը կառավարող բոլոր օրենքներին կարելի է հասու լինել զուտ մտածողությամբ. դիտումներով ստուգելու կարիք չկա։ Այսպիսով մինչև Գալիլեյը ոչ ոք գլուխ չդրեց պարզելու՝ արդյո՞ք տարբեր զանգվածներով մարմինները իրականում ընկնում են տարբեր արագություններով։   Ասում են, որ Գալիլեյը Արիստոտելի համոզմունքի սխալ լինելը ցույց է տվել ՝ Պիզայի թեք աշտարակից մարմիններ նետելով։ Այս պատմությունը համարյա հաստատ ճիշտ չէ. բայց Գալիլեյը դրա նման մի բան արել է՝ տարբեր զանգվածներով գնդեր է գլորել թեք հարթությունով։ Այս իրավիճակը նման է ուղղահայաց ընկնող ծանր մարմինների դեպքին, սակայն ավելի հեշտ է դիտարկելը, քանի որ արագությունները ավելի փոքր են։ Գալիլեյի չափումները ցույց տվեցին, որ ամեն մի մարմնի արագության աճի չափը նույնն է՝ ինչ էլ լինի զանգվածը։ Օրինակ, եթե գունդը գլորենք մի թեքությամբ, որը ամեն տասը մետրի վրա իջնում է մեկ մետրով, գունդը մեկ վայրկյանից կիջնի մեկ մետր-վայրկյան արագությամբ, երկու վայրկյանից՝ երկու մետր-վայրկյան արագությամբ և այսպես շարունակ, որքան էլ որ ծանր լինի։ Իհարկե, արճիճը փետուրից արագ կընկնի, սակայն միայն այն պատճառով, որ փետուրի անկումը օդի դիմադրությունից դանդաղում է։ Եթե նետենք երկու մարմիններ, որոնց դիմադրությունը օդին շատ մեծ չէ, օրինակ՝ երկու տարբեր կապարե ծանրություններ, դրանք կընկնեն նույն արագությամբ։ Լուսնի վրա, որտեղ օդ չկա, որ դանդաղեցնի ընկնող մարմինները, աստղագնաց Դավիդ Ռ. Սկոտը փորձ անցկացրեց փետուրով և կապարով և գտավ, որ դրանք միևնույն ժամանակ են հասնում գետնին։

Նյուտոնը Գալիլեյի չափումներն օգտագործեց որպես իր շարժման օրենքների հիմք։ Գալիյելի փորձերում, մինչ մարմինը գլորվում է թեքությամբ, նրա վրա միշտ նույն ուժն է ազդում (իր կշիռը) և դրա ազդեցությամբ արագությունը անընդհատ աճում է։ Սա ցույց տվեց, որ ուժի իրական ազդեցությունը միշտ մարմնի արագությունը փոխելն է, ոչ թե պարզապես շարժման մեջ դնելը, ինչպես կարծում էին նախկինում։ Դա նաև նշանակում էր, որ եթե մարմնի վրա որևէ ուժ չի ազդում, այն կշարունակի անփոփոխ արագությամբ, ուղղագիծ շարժվել։ Այս գաղափարն առաջին անգամ հստակ ձևակերպվեց 1687թ. հրատարակված Նյուտոնի «Մաթեմատիկայի սկզբունքներում», և հայտնի է որպես Նյուտոնի առաջին օրենք։ Թե ինչ է պատահում մարմնի հետ, երբ նրա վրա ուժ է ազդում, տրվում է Նյուտոնի երկրորդ օրենքով։ Ըստ դրա՝ մարմինը կարագանա կամ կփոխի իր արագությունը ուժին ուղիղ համեմատական չափով։ (Օրինակ, արագացումը երկու անգամ կմեծանա, եթե ուժը երկու անգամ մեծանա։) Նաև՝որքան մեծ է մարմնի զանգվածը (կամ նյութի քանակությունը մարմնում), այնքան փոքր է արագացումը։ (Նույն ուժը, ազդելով կրկնակի մեծ զանգվածով մարմնի վրա, կառաջացնի կիսով չափ փոքր արագացում)։ Հայտնի օրինակ է ավտոմեքենան. որքան հզոր է շարժիչը, այնքան մեծ է արագացումը, բայց որքան ծանր է մեքենան, այնքան փոքր է արագացումը միևնույն շարժիչի դեպքում։ Բացի իր շարժման օրենքներից, Նյուտոնը հայտնաբերեց գրավիտացիայի ուժը նկարագրող օրենքը, ըստ որի՝ մարմիններն իրար ձգում են իրենց զանգվածներին ուղիղ համեմատական ուժով։ Ուստի ուժը երկու մարմինների միջև կրկնակի մեծ կլինի, եթե մարմիններից մեկի (ենթադրենք Ա մարմնի) զանգվածը կրկնապատկվի։ Սա սպասվում էր, քանի որ կարող ենք համարել, որ Ա նոր մարմինը կազմված է սկզբնական զանգվածն ունեցող երկու մարմիններից։ Յուրաքանչյուրը Բ մարմինը կձգի սկզբնական ուժով։ Այսպիսով,արդյունարար ուժը Ա և Բ մարմինների միջև կլինի սկզբնականի կրկնակին։ Եվ եթե մարմիններից մեկի զանգվածն, ասենք, կրկնապատկվի, իսկ մյուսինը եռապատկվի, ուժը վեց անգամ առավել կլինի։ Հիմա կարող ենք հասկանալ, թե ինչու են մարմիններն ընկնում միևնույն արագությամբ. կրկնակի կշռող մարմինը կրկնակի գրավիտացիոն ուժով ներքև կձգվի, բայց կրկնակի կլինի նաև զանգվածը։ Համաձայն Նյուտոնի երկրորդ օրենքի, այս երկու ներգործությունները կչեզոքացնեն իրար, և արագացումն ամեն դեպքում նույնը կլինի։

Նյուտոնի   ձգողության օրենքն ասում է նաև, որ ինչքան հեռանում են մարմինները, այնքան փոքրանում է ուժը։ Նյուտոնի գրավիտացիայի օրենքն ասում է, որ աստղի գրավիտացիոն ձգողությունը կիսով չափ հեռու գտնվող նմանատիպ աստղի ձգողության ճիշտ մեկ քառորդն է։ Այս օրենքը մեծ ճշտությամբ կանխատեսում է Երկրի, Լուսնի և մոլորակների ուղեծրերը։ Եթե օրենքը այնպիսին լիներ, որ աստղի գրավիտացիոն ձգողությունը հեռավորության փոփոխվելուն զուգընթաց ավելի արագ նվազեր կամ աճեր, մոլորակների ուղեծրերը էլիպսային չէին լինի, այլ՝ պարուրաձև կմիտվեին դեպի Արևը կամ կհեռանային նրանից։

Արիստոտելի գաղափարների մեծ տարբերությունը Գալիլեյի և Նյուտոնի գաղափարներից այն էր, որ Արիստոտելը հավատում էր, թե մարմնի համար, եթե նրա վրա որևէ ուժ կամ իմպուլս չի ազդում, նախընտրելի է հանգստի վիճակը։ Մասնավորապես նա կարծում էր, որ Երկիրը հանգստի վիճակում է։ Իսկ Նյուտոնի օրենքներից հետևում է, որ հանգստի ընդհանրական չափանիշ չկա։ Կարող ենք նույն հաջողությամբ ասել, որ Ա մարմինը դադարի վիճակում է, իսկ Բ մարմինը հաստատուն արագությամբ շարժվում է Ա մարմնի նկատմամբ, կամ որ Բ մարմինը դադարի վիճակում է, իսկ Ա մարմինը շարժվում է։ Օրինակ, եթե մի պահ մի կողմ դնենք Երկրի պտույտը և նրա ուղեծիրը Արևի շուրջը, կարող ենք ասել, որ Երկիրը դադարի վիճակում է, իսկ գնացքը նրա վրա շարժվում է հյուսիս իննսուն մղոն-ժամ արագությամբ, կամ որ գնացքը դադարի վիճակում է, իսկ երկիրը հարավ է շարժվում իննսուն մղոն-ժամ արագությամբ։ Եթե մեկը գնացքում շարժվող մարմիններով փորձեր անի, Նյուտոնի բոլոր օրենքները դեռ տեղի կունենան։ Օրինակ, գնացքում սեղանի թենիս խաղացողները կտեսնեն, որ գնդակները ենթարկվում են Նյուտոնի օրենքներին՝ ճիշտ ինչպես երկաթգծի մոտ դրված սեղանի գնդակները։ Ուստի ոչ մի կերպ հնարավոր չէ ասել՝ գնացքն է շարժվում թե Երկիրը։

Դադարի բացարձակ ստանդարտ չունենալը նշանակում է, որ չենք կարող որոշել՝ արդյոք տարբեր ժամանակներում տեղի ունեցող երկու իրադարձություններ տարածության նույն տեղում են պատահում։ Օրինակ, ենթադրենք մեր սեղանի թենիսի գնդակը ուղիղ վերև-ներքև է ցատկում՝ վայրկյանը մեկ սեղանի միևնույն կետին երկու անգամ հարվածելով։ Ճանապարհից նայողին այդ երկու ցատկերը կերևան միմյանցից քառասուն մետր հեռու, քանի որ գնացքը ցատկերի միջև եղած ժամանակահատվածում այդքան տարածություն կանցնի։ Բացարձակ հանգստի չգոյությունը այսպիսով նշանակում է, որ չենք կարող տալ որևէ իրադարձության բացարձակ դիրքը տարածության մեջ, ինչպես համարում էր Արիստոտելը։   Իրադարձությունների դիրքերը և նրանց հեռավորությունները տարբեր են գնացքում գտնվող մարդու և ճանապարհից նայողի համար, և ոչ մի պատճառ չկա մեկի դիրքը նախընտրել մյուսինից։

Բացարձակ դիրքի, կամ, ինչպես ասում էին, բացարձակ տարածության այս չգոյությունը խիստ անհանգստացնում էր Նյուտոնին, քանի որ դա չէր համաձայնեցվում բացարձակ Աստծո իր գաղափարի հետ։ Փաստորեն, նա մերժում էր ընդունել բացարձակ տարածության չգոյությունը, նույնիսկ եթե դա իր իսկ օրենքներից էր բխում։   Այս իռացիոնալ հավատի համար շատերը նրան խստորեն քննադատում էին։ Ամենահիշարժանը եպիսկոպոս Բերկլին է՝ փիլիսոփա, ով հավատում էր, որ տարածությունը և բոլոր նյութական օբյեկտները պատրանք են։Երբ հայտնի Դր. Ջոնսոնին պատմեցին Բերկլիի տեսակետը, նա բացականչեց. «Ես ժխտում եմ դա այսպե՛ս» և քացով խփեց մի մեծ քարի։

Ե՛վ Արիստոտելը, և՛ Նյուտոնը հավատում էին բացարձակ ժամանակին։ Այսինքն՝ նրանք հավատում էին, որ կարող ենք միարժեքորեն չափել ժամանակահատվածը երկու իրադարձությունների միջև, և որ այն նույնը կլինի՝ով էլ որ չափի, եթե իհարկե, ժամացույցը լավն է։ Ժամանակն ամբողջովին անջատ և անկախ է տարածությունից։ Մարդկանց մեծ մասը սա կհամարի ողջամիտ տեսակետ։ Այնուամենայնիվ, մենք ստիպված ենք փոխել մեր պատկերացումները տարածության և ժամանակի մասին։ Չնայած մեր ակնհայտորեն ողջամիտ դատողությունները լավ են աշխատում, երբ գործ ունենք խնձորների կամ համեմատաբար դանդաղ շարժվող մոլորակների նման իրերի հետ, դրանք ընդհանրապես չեն աշխատում լույսի արագությամբ կամ դրան մոտ արագությամբ շարժվող բաների դեպքում։

Այն փաստը, որ լույսը շարժվում է վերջավոր, բայց խիստ մեծ արագությամբ, առաջին անգամ 1676թ. բացահայտեց դանիացի աստղագետ Օլե Քրիստենսեն Ռյոմերը։ Նա նկատեց, որ ժամանակահատվածները, որոնց ընթացքում Յուպիտերի արբանյակները հայտնվում էին՝ Յուպիտերի հետևից դուրս գալով, հավասարաչափ չէին բաշխված ըստ տարածության, ինչպես ակնկալվում էր, եթե լուսինները Յուպիտերի շուրջը պտտվում են հաստատուն արագությամբ։ Մինչ Երկիրը և Յուպիտերը պտտվում են Արևի շուրջը, նրանց հեռավորությունը փոփոխվում է։ Ռյոմերը նկատեց, որ Յուպիտերի լուսինների խավարումները այնքան ավելի ուշ են նկատվում, որքան մենք հեռու ենք Յուպիտերից։ Նրա բացատրությունն այն էր, որ լուսինների լույսի մեզ հասնելը ավելի երկար է տևում, երբ ավելի հեռու ենք։ Երկրից Յուպիտերի հեռավորության փոփոխությունների նրա չափումները, սակայն, մեծ ճշգրտություն չունեին, այդ պատճառով լույսի արագության համար նա ստացավ 224.000 կիլոմետր-վայրկյան արժեքը. արդի չափումներով մոտ 299.000 կիլոմետր-վայրկյան է: Չնայած դրան, Ռյոմերի նվաճումը՝ ոչ միայն լույսի արագության վերջավոր լինելը ապացուցելը, այլև՝ այդ արագության չափումը բացառիկ էր,- և դա Նյուտոնի «Մաթեմատիկայի սկզբունքների» հրատարակությունից տասնմեկ տարի առաջ էր։ Լույսի տարածման իսկական տեսություն չեղավ մինչև 1865թ., երբ բրիտանացի ֆիզիկոս Ջեյմս Քլերկ Մաքսվելը կարողացավ միավորել մինչ այդ էլեկտրական և մագնիսական ուժերը նկարագրելու համար կիրառվող մասնակի տեսությունները։ Մաքսվելի հավասարումները կանխատեսում էին, որ միավորված էլեկտրամագնիսական դաշտում կարող են լինել ալիքանման խոտորումներ, և որ դրանք պետք է տարածվեն որոշյալ արագությամբ՝ ինչպես լճակի ալիքները։ Եթե այդ ալիքների երկարությունը (հեռավորությունը երկու ալիքի կատարների միջև) մետրի կարգի է կամ ավելի, դրանց ասում ենք ռադիոալիքներ։ Ավելի կարճ ալիքները հայտնի են որպես միկրոալիքներ (մի քանի սանտիմետր) կամ ինֆրակարմիր (սանտիմետրի տասհազարերորդական մասից ավելի)։   Տեսանելի լույսի երկարությունը ընդամենը քառասուն միլիոներորդից ութսուն միլիոներորդ սանտիմետր է։ Ավելի կարճ ալիքները հայտնի են որպես ուլտրամանուշակագույն, ռենտգենյան և գամմա ճառագայթներ։

Մաքսվելի տեսությունը կանխատեսում էր, որ ռադիո- կամ լուսային ալիքները պետք է տարածվեն որոշակի ֆիքսված արագությամբ։ Բայց Նյուտոնի տեսությունը վերացրել էր բացարձակ հանգստի գաղափարը, ուստի եթե լույսը տարածվում էր վերջավոր արագությամբ, պետք էր ասել՝ ինչի նկատմամբ էր չափվում այդ ֆիքսված արագությունը։

Այսպիսով առաջարկվեց, որ «եթեր» կոչված սուբստանցիա կա, որն առկա է ամենուրեք, նույնիսկ «դատարկ» տարածության մեջ։ Լուսային ալիքները պետք է եթերով տարածվեն՝ ինչպես ձայնն է տարածվում օդի միջով, և դրանց արագությունը, ուրեմն, պիտի դիտարկվի եթերի նկատմամբ։   Եթերի նկատմամբ շարժվող տարբեր դիտորդներ կտեսնեն դեպի իրենց եկող լույսը տարբեր արագություններով, սակայն լույսի արագությունը եթերի նկատմամբ կմնա ֆիքսված։ Մասնավորապես, քանի որ Երկիրը եթերի միջով է պտտվում Արեգակի շուրջը, եթերի միջով Երկրի շարժման ուղղությամբ (երբ մենք շարժվում ենք դեպի լույսի աղբյուրը) չափված լույսի արագությունը պետք է ավելի մեծ լինի, քան այդ շարժման նկատմամբ ուղիղ անկյան տակ շարժվող լույսի արագությունը (երբ մենք չենք շարժվում դեպի աղբյուրը)։ 1887թ. Ալբերտ Մայքելսոնը (ով հետագայում դարձավ ֆիզիկայի Նոբելյան մրցանակը ստացած առաջին ամերիկացին) և Էդվարդ Մոռլին մի շատ նուրբ փորձ կատարեցին Քլիվլենդի Կիրառական գիտությունների Քեյզի դպրոցում։   Նրանք համեմատեցին լույսի արագությունները Երկրի շարժման ուղղությամբ և դրա հանդեպ ուղիղ անկյան տակ։ Ի մեծ զարմանք իրենց, պարզվեց, որ դրանք ճիշտ նույնն են։

1887-ից 1905թթ. մի քանի փորձեր եղան, առավել հիշարժանը՝ հոլանդացի ֆիզիկոս Հենրիկ Լորենցի կողմից, բացատրելու համար Մայքելսոն-Մոռլիի փորձը եթերի միջով շարժման ժամանակ օբյեկտների համաձայնության և ժամացույցների դանդաղացման միջոցով։ Սակայն 1905թ. մի հայտնի թերթում շվեյցարական արտոնագրման բյուրոյի մինչ այդ անհայտ գրասենյակային աշխատողը՝ Ալբերտ Այնշտայնը, ցույց տվեց, որ եթերի գաղափարն անհրաժեշտություն չէ, և որ պետք է հրաժարվել բացարձակ ժամանակի գաղափարից։ Մի քանի շաբաթ անց համանման տեսակետ արտահայտեց ֆրանսիացի առաջնակարգ մաթեմատիկոս Անրի Պուանկարեն։ Այնշտայնի փաստարկները ավելի մոտ էին ֆիզիկային, քան Պուանկարեինը, որը խնդրին նայում էր մաթեմատիկայի տեսանկյունից։ Նոր տեսությունը ստեղծելու պատիվը սովորաբար տրվում է Այնշտայնին, իսկ Պուանկարեն հիշատակվում է դրա կարևոր մասի առնչությամբ։

Այդ, ինչպես կոչվեց, հարաբերականության տեսության հիմնարար պոստուլատն այն էր, որ գիտության օրենքները պետք է նույնը լինեն բոլոր ազատ շարժվող դիտորդների համար, ինչ էլ որ լինի նրանց արագությունը։ Սա ճիշտ էր Նյուտոնի շարժման օրենքների համար, սակայն այժմ գաղափարը տարածվում էր՝ ընդգրկելով Մաքսվելի տեսությունը և լույսի արագությունը. բոլոր դիտորդները պետք է չափեին միևնույն լույսի արագությունը, որքան էլ որ արագ շարժվեին։ Այս պարզ գաղափարը մի քանի նշանակալի հետևություններ ունի։ Ամենահայտնին երևի զանգվածի և էներգիայի համարժեքությունն է, որը ամփոփվում է Այնշտայնի հայտնի E=mc2 բանաձևով (որտեղ E-ն էներգիան է, m-ը՝ զանգվածը, c-ն՝ լույսի արագությունը), և օրենքը, որ ոչինչ չի կարող լույսից արագ շարժվել։   Զանգվածի և էներգիայի համարժեքության պատճառով օբյեկտի՝ իր շարժման շնորհիվ ձեռք բերված էներգիան կավելանա զանգվածին։   Այլ կերպ ասած, դրա արագությունը մեծացնելը կդժվարանա։ Այս երևույթը էական է միայն լույսի արագությանը մոտ արագություններով շարժվող մարմինների համար։ Օրինակ, լույսի արագության տասը տոկոս արագությունն ունեցող օբյեկտի զանգվածը միայն 0,5 տոկոսով ավելի կլինի նորմալ զանգվածից, մինչդեռ 90 տոկոսն ունեցող օբյեկտի զանգվածը կրկնակի մեծ կլինի նորմալ զանգվածից։ Լույսի արագությանը հասնելուն զուգընթաց օբյեկտի զանգվածը շատ ավելի արագ է մեծանում, ուստի հետագա արագացման համար ավելի ու ավելի շատ էներգիա է պետք։ Փաստորեն հնարավոր չի լինի հասնել լույսի արագությանը, քանի որ այդ դեպքում զանգվածը կդառնա անսահման, և ըստ զանգվածի ու էներգիայի համարժեքության, դրան հասնելու համար անսահման էներգիա կպահանջվի։ Այս պատճառով յուրաքանչյուր նորմալ օբյեկտ ըստ հարաբերականության տեսության հավերժ սահմանափակված է լույսից դանդաղ շարժվելու։ Միայն լույսը կամ սեփական զանգված չունեցող մյուս ալիքները կարող են շաժվել լույսի արագությամբ։

Հարաբերականության նույնպիսի կարևոր հետևանք էր ժամանակի և տարածության մասին մեր պատկերացումների հեղաշրջումը։ Նյուտոնի տեսության մեջ, եթե լույսի իմպուլս է ուղարկվում մի տեղից մյուսը, տարբեր հետազոտողներ կհամաձայնեն ճամփորդության ժամանակի շուրջ (քանի որ ժամանակը բացարձակ է), սակայն ոչ միշտ կհամաձայնեն, թե ինչ ճանապարհ է լույսը անցել (քանի որ տարածությունը բացարձակ չէ)։ Քանի որ լույսի արագությունը պարզապես իր անցած ճանապարհն է՝ բաժանած ժամանակի վրա, տարբեր դիտորդներ լույսի համար տարբեր արագություններ կչափեն։ Հարաբերականության տեսության մեջ, մյուս կողմից, բոլոր հետազոտողները կհամաձայնեն լույսի ճամփորդելու արագության շուրջ։ Սակայն դեռ համաձայնության չեկած լույսի անցած հեռավորության մասին, նրանք պիտի վիճեն նաև ժամանակի մասին։ (Այդ ժամանակը լույսի անցած տարածությունն է, ինչին դիտորդները համաձայն չեն, բաժանած լույսի արագության վրա, ինչին համաձայն են)։ Այլ կերպ ասած, հարաբերականության տեսությունը վերջ է դնում բացարձակ ժամանակի գաղափարին։ Ստացվում է, որ յուրաքանչյուր դիտորդ պետք է ունենա իր սեփական ժամանակի չափումը, ինչպես որ գրանցվել է իր ժամացույցով, և պարտադիր չէ, որ համաձայնեցված լինեն տարբեր դիտորդների նույնական ժամացույցները։

Ասելու համար, թե երբ և որտեղ տեղի ունեցավ իրադարձությունը, դիտորդներից յուրաքանչյուրը կարող է ռադար օգտագործել՝ ուղարկելով լույսի իմպուլս կամ ռադիոալիքներ։ Իմպուլսի մի մասը հետ է անդրադառնում իրադարձության ընթացքում, և դիտորդը կարող է չափել արձագանքը ստանալու ժամանակը։ Իրադարձության ժամանակը իմպուլսն առաքելու և անդրադարձումից հետո այն հետ ստանալու ժամանակահատվածի կեսն է. իրադարձության հեռավորությունը ճամփորդության ժամանակի կեսն է՝ բազմապատկած լույսի արագությամբ։ (Այս իմաստով իրադարձությունը մի բան է, որ տեղի է ունենում տարածության որոշակի կետում, ժամանակի որոշակի պահին)։ Այս գաղափարը ցույց է տրված նկ. 2.1-ում, որը տարածաժամանակային դիագրամի օրինակ է։ Կիրառելով այս մեթոդը, միմյանց նկատմամբ շարժվող դիտորդները միևնույն իրադարձությանը կվերագրեն տարբեր ժամանակներ և տարբեր կոորդինատներ։ Որևէ դիտորդի չափումն ավելի ճիշտ չէ, քան մեկ ուրիշինը. բոլորն էլ հարաբերական են։ Յուրաքանչյուր դիտորդ կարող է ճշտորեն հաշվել, թե ինչ ժամանակ ու դիրք կվերագրի իրադարձությանը մյուս դիտորդը, եթե ունի նրա հարաբերական արագությունը։

Նկ. 2.1

Նկ. 2.1

Ներկայումս հեռավորությունը ճշգրիտ չափելու համար մենք այս մեթոդն ենք օգտագործում, քանի որ կարող ենք ժամանակը ավելի ճշգրիտ չափել, քան հեռավորությունը։ Արդյունքում մետրը սահմանվում է որպես լույսի անցած ճանապարհը 0,000000003335640952 վայրկյանում՝ ըստ ցեզիումային ժամացույցով չափումների։ (Այս մասնավոր թվի պատճառը համապատասխանությունն է մետրի պատմական սահմանումին՝ երկու քարթ Փարիզում պահվող հատուկ պլատինումե ձողի վրա։) Նման կերպ կարող ենք օգտագործել երկարության ավելի հարմար, նոր միավոր, որը կոչվում է լուսավայրկյան։ Այն պարզապես սահմանվում է որպես մեկ վայրկյանում լույսի անցած հեռավորությունը։ Հարաբերականության տեսության մեջ մենք այժմ հեռավորությունը որոշում ենք ժամանակի և լույսի արագության տերմիններով, այնպես որ ինքըստինքյան հետևում է, որ յուրաքանչյուր դիտորդի չափած լույսի արագությունը նույնը կլինի (ըստ սահմանման, 0,000000003335640952 մետր վայրկյանում)։ Կարիք չկա ներառելու եթերի գաղափարը, որի գոյությունը որևէ կերպ նկարավոր չէ հայտնաբերել՝ ինչպես ցույց տվեց Մայքելսոն-Մոռլիի փորձը։ Ուստի հարաբերականության տեսությունը հարկադրում է հիմնովին փոխել մեր պատկերացումները ժամանակի և տարածության մասին։ Մենք պետք է ընդունենք, որ ժամանակը ամբողջովին առանձին և անկախ չէ տարածությունից, այլ միավորված է նրան՝ ձևավորելով տարածաժամանակ կոչվող օբյեկտը։

Հայտնի բան է՝ տարածության մեջ որևէ կետի դիրքը հնարավոր է նկարագրել երեք թվերով կամ կոորդինատներով։ Օրինակ, կարող ենք ասել, որ որևէ կետ հեռու է սենյակի մի պատից յոթ ոտնաչափ, մյուսից՝ երեք ոտնաչափ և հատակից՝ հինգ ոտնաչափ։ Կամ կարող ենք այդ կետի դիրքը որոշել որոշակի երկարության, լայնության և ծովի մակարդակից ունեցած բարձրության վրա։ Կարող ենք ազատ օգտագործել որևէ երեք հարմար կոորդինատ, չնայած դրանք միայն սահմանափակ ճշտության սանդղակ ունեն։   Սակայն Լուսնի դիրքը չենք որոշի Պիկադիլիի հրապարակից դեպի հյուսիս, դեպի արևմուտք եղած մղոններով և ծովի մակարդակից բարձրությամբ։ Փոխարենը կորոշենք Արեգակ հեռավորությամբ, մոլորակների ուղեծրերի հարթությունից հեռավորությամբ և Լուսնից Արեգակին տարված գծի ու Արեգակից մոտակա աստղին (օրինակ՝ Կենտավրոսի Ալֆային) տարված գծի կազմած անկյունով։ Սակայն նույնիսկ այս կոորդինատները պիտանի չեն լինի՝ նկարագրելու համար Արեգակի դիրքը մեր գալակտիկայում կամ մեր գալակտիկան մոտակա գալակտիկաների խմբում։ Փաստորեն, ամբողջ տիեզերքը կարող ենք նկարագրել վերածածկվող տեղամասերի հավաքածուի տերմիններով։ Յուրաքանչյուր տեղամասում կարող ենք օգտագործել երեք կոորդինատների տարբեր համակարգեր՝ նկարագրելու համար կետի դիրքը։

Իրադարձությունը մի բան է, որը տեղի է ունենում տարածության մեջ որոշակի կետում, որոշակի պահին։ Այսպիսով այն կարող ենք որոշել չորս թվերով կամ կոորդինատներով։   Կրկին, կոորդինատների ընտրությունը կամայական է. կարող ենք օգտագործել որևէ երեք հստակ որոշված տարածական կոորդինատ և որևէ ժամանակի միավոր։ Հարաբերականության տեսության մեջ իրական տարբերակում չկա տարածության և ժամանակի կոորդինատների միջև, ինչպես իրական տարբերակում չկա որևէ երկու կոորդինատների միջև։ Կարող ենք ընտրել նոր կոորդինատների համակարգ, որում, ասենք, առաջին տարածական կոորդինատը հին համակարգի առաջին և երկրորդ տարածական կոորդինատների համակցությունն է։ Օրինակ, Երկրի վրա կետի դիրքը Պիկադիլլիից մղոններով հյուսիս և մղոններով արևմուտք չափելու փոխարեն կարող ենք օգտագործել մղոնները Պիկադիլլիից հյուսիս-արևելք և Պիկադիլլիից հյուսիս-արևմուտք։ Նման կերպ, հարաբերականության տեսության մեջ կարող ենք նոր ժամանակային կոորդինատ գործածել, որը հին ժամանակն է (վայրկյաններով) գումարած հեռավորությունը (լուսավայրկյաններով) Պիկադիլլիի հյուսիսից։

Հաճախ հարմար է իրադարձության չորս կոոորդինատների մասին մտածել՝ ասես որոշարկելով դրա դիրքը քառաչափ տարածության՝ տարածաժամանակի մեջ։ Քառաչափ տարածությունը հնարավոր չէ պատկերացնել։ Ես ինքս բավական դժվարությամբ եմ պատկերացնում եռաչափ տարածությունը։ Սակայն հեշտ է նկարել երկչափ տարածության դիագրամներ, օրինակ՝ Երկրի մակերևույթը(Երկրի մակերևույթը երկչափ է, քանի որ կետի դիրքը հնարավոր է որոշել երկու կոորդինատներով՝ երկարությամբ և լայնությամբ)։ Ես հիմնականում կօգտագործեմ դիագրամներ, որոնցում ժամանակը աճում է դեպի վերև, իսկ տարածական չափումներից մեկը հորիզանականով է ցույց տրված։ Մյուս երկու տարածական չափումները կանտեսեմ, կամ, երբեմն, դրանցից մեկը կնշեմ հեռանկարի միջոցով։ (Դրանք կոչվում են տարածաժամանակային դիագրամներ, ինչպես նկ. 2.1-ը)։ Օրինակ, նկ. 2.2-ում ուղղահայաց չափումը տարիներով է, իսկ Արեգակից Կենտավրոսի Ալֆա գծի հեռավորությունը չափված է հորիզանական, մղոններով։ Արեգակի և Կենտավրոսի Ալֆայի հետագծերը տարածաժամանակում ցույց են տրված որպես ուղղահայաց գծեր դիագրամի աջ և ձախ կողմերում։ Արեգակի լույսի ճառագայթը անկյունագծով է, իսկ Արեգակից Կենտավրոսի Ալֆա հասնելը չորս տարի է տևում։

Նկ. 2.2

Նկ. 2.2

Ինչպես տեսանք, Մաքսվելի հավասարումներով կանխատեսվում էր, որ լույսի արագությունը պիտի նույնը լինի՝ անկախ աղբյուրի արագությունից, և սա հաստատվել է ճշգրիտ չափումներով։   Սրանից հետևում է, որ եթե տարածության որոշակի պահին որոշակի կետից լույսի իմպուլս է առաքվել, ապա ժամանակի մեջ այն կսփռվի որպես լուսային սֆերա, որի չափերը և դիրքը անկախ են լույսի աղբյուրից։ Մեկ միլիոներորդ վայրկյան հետո լույսը կտարածվի 300 մետր շառավղով սֆերայի տեսքով, երկու միլիոներորդ վայրկյան հետո այդ շառավիղը կլինի 600 մետր, և այսպես շարունակ։ Դա նման կլինի ջրափոսի մակերևույթին քար նետելուց հետո տարածվող ալիքներին։ Ալիքները տարածվում են շրջանագծի տեսքով, որը ժամանակի ընթացքում մեծանում է։ Եթե ժամանակի տարբեր պահերին մեկը մյուսի հետևից նկարենք, ալիքների ընդլայնվող շրջանը կոն կկազմի, որի գագաթը ժամանակի և տարածության այն կետում է, որտեղ քարը հասել է ջրին (նկ. 2.3)։ Նման ձևով իրադարձությունից տարածվող լույսը կազմում է (եռաչափ) կոն (քառաչափ) տարածաժամանակում։ Այս կոնը կոչվում է իրադարձության ապագայի լուսային կոն։ Նույն կերպ կարող ենք մի ուրիշ կոն նկարել՝ անցյալի լուսային կոնը, որը այն իրադարձությունների համախումբն է, որտեղից լուսային իմպուլսը ընդունակ է հասնելու տրված իրադարձությանը (նկ. 2.4)։

Նկ. 2.3

Նկ. 2.3

Ունենալով P իրադարձությունը, տիեզերքի մյուս իրադարձությունները կարելի է երեք դասի բաժանել։ Այն իրադարձությունները, որոնց կարելի է հասնել P իրադարձությունից լույսի կամ լույսի արագությունից փոքր արագությամբ շարժվող մասնիկով կամ ալիքով, կոչվում են P-ի ապագա։   Դրանք ընկած կլինեն P իրադարձությունից ճառագայթվող լույսի սֆերայի ներսում կամ դրա վրա։ Այսպիսով, տարաժածամանակային դիագրամում դրանք կլինեն P-ի ապագայի լուսային կոնի ներսում կամ վրա։ Միայն P-ի ապագայի իրադարձությունները կարող ենք ազդվել P-ի հետ պատահածից, քանի որ ոչինչ չի կարող լույսից արագ շարժվել։

Նկ. 2.4

Նկ. 2.4

Նկ. 2.5

Նկ. 2.5

Նման ձևով P-ի անցյալը կարելի է որոշել որպես այն բոլոր իրադարձությունների հավաքածու, որոնցից հնարավոր է ստանալ լույսի կամ լույսի արագությանը մոտ արագությամբ շարժվող P-ի իրադարձությունը։ Այսպիսով դա այն իրադարձությունների համախումբն է, որոնք կարող են ազդել P-ի հետ պատահելիքի վրա։ Այն իրադարձությունները, որոնք ընկած չեն P-ի անցյալում կամ ապագայում, կոչվում են P-ի այլուրեք (Պ-ի համար արտաքին իրադարձություններ են)։ Այդ իրադարձությունները չեն կարող կարող ազդվել P-ից կամ ազդել P-ի հետ պատահածի վրա։ Օրինակ, եթե Արեգակը հենց այս պահին դադարի շողալ, դա հենց հիմա չի ազդի Երկրի իրադարձությունների վրա, քանի որ դրանք արևի դադարելու իրադարձության նկատմամբ արտաքին կլինեն։ Մենք այդ մասին կիմանանք միայն ութ րոպե անց՝ ժամանակ, որ պահանջվում է լույսից՝ Արեգակից մեզ հասնելու համար։   Միայն այդ ժամանակ Երկրի իրադարձությունները ընկած կլինեն այդ իրադարձության ապագայի լուսային կոնի մեջ, որտեղ Արեգակը մարեց։ Նման ձևով, մենք չգիտենք, թե ինչ է պատահում այս պահին հեռավոր տիեզերքում. լույսը, որ մենք տեսնում ենք հեռավոր գալակտիկաներից, հեռացել է նրանցից միլիոնավոր տարիներ առաջ։ Ամենահեռավոր օբյեկտից, որ կարող ենք տեսնել, լույսը հեռացել է մոտ ութ հազար միլիոն տարի առաջ։ Ուրեմն, երբ մենք նայում ենք տիեզերք, մենք կարծես այն տեսնում ենք անցյալում։

Նկ. 2.6

Նկ. 2.6

Եթե անտեսենք գրավիտացիոն երևույթները, ինչպես վարվեցին Այնշտայնը և Պուանկարեն 1905թ., կունենանք այսպես կոչված հարաբերականության հատուկ տեսությունը։ Տարածաժամանակի ամեն մի իրադարձության համար մենք կարող ենք լուսային կոն կառուցել (այդ իրադարձությունից ճառագայթված լույսի բոլոր հնարավոր հետագծերի համախումբը), և քանի որ լույսի արագությունը նույն է ամեն իրադարձության դեպքում և ամեն ուղղությամբ, ապա բոլոր լուսային կոները նույնական կլինեն և միևնույն ուղղությունը ցույց կտան։ Տեսությունը նաև մեզ ասում է, որ լույսի արագ ոչինչ չի կարող շարժվել։ Դա նշանակում է, որ որևէ օբյեկտի հետագիծը ժամանակի և տարածության մեջ կարելի է ներկայացնել մի գծով, որը ընկած է բոլոր իրադարձությունները ներառող լուսային կոնի ներսում (նկ. 2.7)։ Հարաբերականության հատուկ տեսությունը մեծ հաջողությամբ բացատրեց, որ լույսի արագությունը նույնն է բոլոր դիտորդների համար (ինչպես ցույց տրվեց Մայքելսոն-Մոռլիի փորձով) և նկարագրեց, թե ինչ կպատահի, երբ օբյեկտները շարժվեն լուսայինին մոտ արագությամբ։   Բայց այն անհամատեղելի էր Նյուտոնի ձգողության տեսության հետ, ըստ որի մարմինները ձգում են իրար մի ուժով, որը կախված է իրենց հեռավորությունից։ Սա նշանակում էր, որ եթե օբյեկտներից մեկը տեղաշարժվի, մյուսի վրա ազդող ուժը ակնթարթորեն կփոխվի։ Կամ այլ կերպ ասած, հարաբերականության հատուկ տեսությունով պահանջված՝ լույսի կամ լույսի արագությանը մոտ արագության փոխարեն, ձգողական երևույթները պիտի տարածվեն անսահման արագությամբ։ 1908թ.-ից 1914թթ. Այնշտայնը մի քանի անհաջող փորձեր արեց՝ գտնելու հատուկ հարաբերականության հետ համատեղելի ձգողական տեսություն։ Վերջապես, 1915թ. հրապարակեց հարաբերականության ընդհանուր տեսությունը։

Նկ. 2.7

Նկ. 2.7

Այնշտայնը հեղափոխական մի առաջարկ արեց, որ գրավիտացիան մյուս ուժերի նման ուժ չէ։ Տարածաժամանակը հարթ չէ, ինչպես ենթադրվում էր. այն կորացած է, կամ «դեֆորմացված» է իր մեջի էներգիայի և զանգվածի բաշխումից, իսկ գրավիտացիան այդ կորության հետևանք է։ Երկրի նման մարմինները կոր ուղեծրերով շարժման մեջ չեն դրվում գրավիտացիա կոչված ուժի միջոցով, այլ հետևում են կորացած տարածության ամենամոտիկ հետագծին, որը կոչվում է գեոդեզիկ։   Գեոդեզիկը երկու հարևան կետերի միջև ամենակարճ (կամ ամենաերկար) ճանապարհն է: Օրինակ, Երկրի մակերևույթը երկչափ կորացած տարածություն է: Երկրի վրայի գեոդեզիկը կոչվում է մեծ շրջանագիծ, և ամենակարճ ուղին է երկու կետերի միջև (նկ. 2.8)։ Քանի որ ամենակարճ ճանապարհը որևէ երկու օդանավակայանների միջև գեոդեզիկն է, ինքնաթիռի նավիգատորը օդաչուին այդ ուղին կթելադրի։ Ընդհանուր հարաբերականության մեջ մարմինները միշտ հետևում են քառաչափ տարածաժամանակի ուղիղ գծերին, սակայն, չնայած դրան, մեզ թվում է՝ նրանք շարժվում են մեր եռաչափ տարածության կոր գծերով։ (Սա նման է բլրոտ տեղանքով ինքնաթիռի թռիչքին հետևելուն։ Չնայած եռաչափ տարածության մեջ ինքնաթիռը ուղիղ գծի է հետևում է, ստվերը երկչափ գետնի վրա կոր ճանապարհ է ցույց տալիս։)

Նկ. 2.8

Նկ. 2.8

Արագակի զանգվածը կորացնում է տարածաժամանակը այնպես, որ չնայած Երկիրը հետևում է քառաչափ տարածաժամանակի ուղիղ գծին, մեզ թվում է, թե այն եռաչափ տարածության մեջ շարժվում է շրջանային ուղեծրով։

Իրականում ընդհանուր հարաբերականության կանխատեսած մոլորակների ուղեծրերը գրեթե ճշտությամբ նույն են, ինչ որ կանխատեսել է Նյուտոնի գրավիտացիայի տեսությունը։ Սակայն Մերկուրիի դեպքում, որը, լինելով Արեգակին ամենամոտ մոլորակը, ամենաուժեղն է ենթարկվում գրավիտացիոն ազդեցություններին և ավելի երկարաձգված ուղեծիր ունի, ընդհանուր հարաբերականությունը կանխատեսում է, որ էլիպսի երկար առանցքը տասը հազար տարում պետք է Արեգակի շուրջը պտտվի մոտ մի աստիճան արագությամբ։ Չնայած որ սա թույլ է էֆեկտ է, նկատվել էր 1915թ. առաջ և դարձավ Այնշտայնի տեսության առաջին ապացույցներից մեկը։ Վերջին տարիներին ռադարով չափվեցին այլ մոլորակների ուղեծրերի է՛լ ավելի փոքր շեղումներ Նյուտոնյան կանխատեսումներից և ցույց տրվեց համաձայնությունը ընդհանուր հարաբերականության կանխատեսումների հետ։

Նկ. 2.9

Նկ. 2.9

Լուսային ճառագայթները նույնպես տարածաժամանակում պիտի հետևեն գեոդեզիկներին։ Կրկին, տարածության կորանալու փաստը նշանակում է, որ լույսը այլևս տարածության մեջ ուղիղ գծով չի տարածվում։ Ուստի ընդհանուր հարաբերականությունը կանխատեսում է, որ գրավիտացիոն դաշտերը պիտի կորացնեն լույսը։ Օրինակ, տեսությունը կանխատեսում է, որ Արեգակին մոտիկ կետերի լուսային կոները պիտի Արեգակի զանգվածի պատճառով թեթևակի ներս կորանան։ Սա նշանակում է, որ հեռավոր աստղից եկող լույսը, անցնելով Արեգակի կողքով, պետք է փոքր անկյունով շեղվի՝ պատճառ դառնալով, որ աստղը Երկրից դիտողին այլ դիրքում երևա (նկ. 2.9)։ Իհարկե, եթե այդ աստղի լույսը միշտ արևի մոտով է անցնում, մենք չենք կարող ասել՝ լո՞ւյսն է շեղվում, թե՞ այդ աստղը հենց այնտեղ է, որտեղ որ տեսնում ենք։ Սակայն, քանի որ Երկիրը պտտվում է Արեգակի շուրջը, տարբեր աստղեր են անցնում Արեգակի մոտով և դրանց լույսը շեղվում է։ Հետևաբար նրանք փոխում են իրենց երևացող   դիրքը այլ աստղերի նկատմամբ։ Սովորաբար այս էֆեկտը նկատելը խիստ դժվար է, քանի որ Արեգակի լույսը անհնար է դարձնում երկնքում իրեն մոտիկ հայտնվող աստղերը տեսնելը։ Բայց սա հնարավոր է անել Արեգակի խավարման ընթացքում, երբ Լուսնինը փակում է Արեգակի լույսը։ Լույսի շեղվելու Այնշտայնի հայտնագործությունը հենց 1915-ին հնարավոր չէր ստուգել, քանի որ մոլեգնում էր Երկրորդ համաշխարհային պատերազմը, և միայն 1919թ. բրիտանական էքսպեդիցիան, որը դիտարկում էր խավարումը Արևմտյան Աֆրիկայում, ցույց տվեց, որ լույսն իրոք շեղվում է Արեգակից՝ ճիշտ ինչպես կանխատեսել էր տեսությունը։ Գերմանական տեսության ճշմարտացիության հաստատումը բրիտանացի գիտնականների կողմից դիտվեց որպես պատերազմից հետո երկու երկրները հաշտեցնելու մեծ գործողություն։ Հեգնական է, սակայն, որ այդ էքսպեդիցիայի ժամանակ արված լուսանկարների հետագա գնահատումը ցույց տվեց, որ սխալները այնքան մեծ էին, որքան չափվող էֆեկտը։ Նրանց չափումը պատահական հաջողություն էր, կամ ցանկալի արդյունքը իմանալով՝ այն ստանալու դեպք, ինչը հազվադեպ չէ գիտության մեջ։ Այնուամենայնիվ, լույսի շեղումը հետագա դիտարկումների ընթացքում ճշգրիտ չափվեց։

Ընդհանուր հարաբերականության մի այլ կանխատեսում է, որ մեծ զանգվածով մարմինների մոտակայքում, ինչպես օրինակ Երկիրն է, ժամանակը պետք է դանդաղի։ Սա տեղի է ունենում լույսի էներգիայի և հաճախության (լույսի ալիքների թիվը մի վայրկյանում) կապի պատճառով. որքան մեծ է էներգիան, այնքան մեծ է հաճախությունը: Երբ լույսն անցնում է Երկրի գրավիտացիոն դաշտի վրայով, էներգիա է կորցնում, ուստի հաճախությունը նվազում է։ (Սա նշանակում է, որ մեծանում է ժամանակի երկարությունը մի ալիքի կատարի և մյուսի միջև)։ Վերևից նայողին կարող է թվալ, թե ներքևում ամեն ինչ ավելի դանդաղ է կատարվում։ Այս կանխատեսումը ստուգվեց 1962թ., երկու խիստ ճշգրիտ ժամացույցներ գործածելով, որոնցից մեկը ջրմուղ աշտարակի գագաթին էր, մյուսը՝ հատակին։ Հատակի ժամացույցը, որն ավելի մոտ էր Երկրին, դանդաղ էր աշխատում՝ ճշգրիտ համաձայնելով հարաբերականության ընդհանուր տեսության հետ։ Հիմա, արբանյակներից ստացվող ազդանշանների հիման վրա աշխատող խիստ ճշգրիտ նավիգացիոն համակարգերի երևան գալով, Երկրի մակերևույթից տարբեր բարձրությունների վրա գտնվող ժամացույցների արագությունների տարբերությունը էական գործնական կարևորություն ունի։ Եթե անտեսենք հարաբերականության ընդհանուր տեսության կանխատեսումները, կարող ենք կոորդինատների հաշվարկներում սխալվել մի քանի կիլոմետրով։

Նյուտոնի շարժման օրենքները վերջ դրեցին տիեզերքում բացարձակ դիրքի հասկացությանը։ Հարաբերականության տեսությունը ազատվեց բացարձակ ժամանակից։ Պատկերացրեք երկվորյակներ։ Ենթադրենք նրանցից մեկն ապրում է լեռան գագաթին, մյուսը՝ ծովի մակարդակի բարձրության վրա։ Առաջին երկվորյակն ավելի արագ կմեծանա, քան երկրորդը։ Այսպիսով, երբ հանդիպեն, նրանցից մեկը տարիքով կլինի մյուսից: Այս դեպքում տարիքների տարբերությունը շատ փոքր է, սակայն շատ ավելին կլինի, եթե երկվորյակներից մեկը տիեզերանավով ճամփորդի լուսայինին մոտ արագությամբ։ Երբ նա վերադառնա, ավելի երիտասարդ կլինի, քան Երկրում մնացածը։ Սա հայտնի է որպես երկվորյակների պարադոքս, բայց պարադոքս է միայն այն դեպքում, եթե ենթադրում ենք բացարձակ ժամանակի գոյությունը։ Հարաբերականության տեսության մեջ չկա բացարձակ ժամանակ, փոխարենը յուրաքանչյուր անհատ ունի ժամանակի իր սեփական չափումը, որը կախված է նրա գտնվելու վայրից և շարժվելուց։

Մինչ 1915թ. կարծում էին, որ ժամանակը և տարածությունը ֆիքսված թատերաբեմ են, որտեղ իրադարձություններ են կատարվում, բայց որը չի ազդում կատարվածի վրա։ Սա ճիշտ է նույնիսկ հարաբերականության հատուկ տեսությունում։ Մարմինները շարժվում են, ուժերը ձգում և վանում են, սակայն ժամանակը և տարածությունը պարզապես անխռով շարունակվում են։ Բնական էր մտածել, որ ժամանակը և տարածությունը կշարունակվեն հավերժ։

Այս իրավիճակը, սակայն, ամբողջովին տարբեր է հարաբերականության ընդհանուր տեսության մեջ։ Ժամանակը և տարածությունը այժմ դինամիկ մեծություններ են. երբ մարմինը շարժվում է, կամ ուժ է ազդում, ի հայտ է գալիս տարածության և ժամանակի կորացում և տարածաժամանակի կառուցվածքն իր հերթին ազդում է մարմինների շարժման և ուժերի գործունեության վրա։ Տարածությունը և ժամանակը ոչ միայն ազդում, այլև ազդվում են տիեզերքում կատարվող ամեն ինչից։ Ինչպես որ չենք կարող խոսել տիեզերքի իրադարձությունների մասին՝ առանց նշելու ժամանակը և տարածությունը, այնպես էլ հարաբերականության ընդհանուր տեսության մասին խոսելն անիմաստ է դառնում տիեզերքի սահմաններից դուրս։

Հետագա տասնամյակներում ժամանակի և տարածության այս նոր ընկալումը հեղաշրջեց տիեզերքի մասին մեր հայացքները։ Էությամբ անփոփոխ տիեզերքի հին հասկացությունը, որը կարող էր գոյություն ունենալ և կարող էր շարունակել գոյություն ունենալ, հավերժ փոխարինվեց դինամիկ, ընդարձակվող տիեզերքի հասկացությամբ, որը թվում է՝ սկսվել է վերջավոր ժամանանակահատված առաջ, և վերջավոր ժամանակ անց կարող է ավարտվել ապագայում։ Հաջորդ գլխի թեման այս հեղաշրջումն է։ Տարիներ անց այն նաև մեկնակետ դարձավ տեսական ֆիզիկայում իմ աշխատանքների համար։ Ռոջեր Փենրոզն ու ես ցույց տվեցինք, որ Այնշտայնի հարաբերականության ընդհանուր տեսությունից բխում է, որ տիեզերքը պետք է ունենա սկիզբ, և, հավանական է, ավարտ։

Շարունակելի

Advertisements
Այս նյութը հրատարակվել է Հոքինգ, Թարգմանություն-ում և պիտակվել , , , ։ Էջանշեք մշտական հղումը։

One Response to Գլուխ երկրորդ. Տարածություն և ժամանակ

  1. Mickael MiQoասում է՝

    Անհամբեր սպասում եմ հաջորդ գլուխների թարգմանություններին .

Թողնել պատասխան

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Փոխել )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Փոխել )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Փոխել )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Փոխել )

Connecting to %s