Téridő
A téridő egy olyan matematikai modell, amely a teret és az időt egyetlen, kontinuumnak nevezett fogalommá egyesíti. Ezt a négydimenziós kontinuumot Minkowski-térnek nevezik.
E két elképzelés ötvözése segített a kozmológiának megérteni, hogyan működik a világegyetem nagy (pl. galaxisok) és kis (pl. atomok) szinten.
A nemrelativista klasszikus mechanikában a téridő helyett az euklideszi tér használata azért jó, mert az időt univerzálisnak tekintik, állandó sebességgel, amely független a megfigyelő mozgási állapotától.
Egy relativisztikus univerzumban azonban az idő nem választható el a tér három dimenziójától. Ez azért van így, mert az idő múlásának megfigyelt sebessége a tárgynak a megfigyelőhöz viszonyított sebességétől függ. Emellett a gravitációs mező erőssége lelassítja az idő múlását egy objektum esetében, ahogyan azt a mezőn kívüli megfigyelő látja.
A Föld által okozott téridő-görbület illusztrációja.
További szempontok
Ahol anyag létezik, ott a téridő geometriáját is meghajlítja. Ez a téridő görbült alakját eredményezi, ami gravitációként értelmezhető. A jobb oldali képen látható fehér vonalak a tömeg téridőre gyakorolt hatását jelképezik.
A klasszikus mechanikában a téridő használata nem kötelező, mivel az idő független a mozgástól az euklideszi tér három dimenziójában. Ha azonban egy test a fénysebességhez közeli sebességgel mozog (relativisztikus sebesség), az idő nem választható el a tér három dimenziójától. Az idő egy helyhez kötött megfigyelő szempontjából attól függ, hogy az objektum milyen közel mozog a fénysebességhez.
A tér-idő torzulás kétdimenziós analógiája
Történelmi eredet
Sokan a téridőt Albert Einsteinhez kötik, aki 1905-ben javasolta a speciális relativitáselméletet. Azonban Einstein tanára, Hermann Minkowski volt az, aki egy 1908-as esszéjében javasolta a téridőt. A Minkowski-tér az ő koncepciója a tér és az idő mint egy egységes egész két aspektusának legkorábbi tárgyalása, ami a speciális relativitáselmélet lényege. Azt remélte, hogy ez az új elképzelés tisztázza a speciális relativitáselméletet.
A Minkowski-téridő csak az állandó sebesség leírásakor pontos. Einstein volt az, aki az általános relativitáselméletben felfedezte a téridő görbületét (gravitáció). Az általános relativitáselméletben Einstein általánosította a Minkowski-téridőt, hogy a gyorsulás hatásait is figyelembe vegye. Einstein felfedezte, hogy a 4 dimenziós téridő ábrázolásában a görbület valójában a gravitáció oka.
Az Encyclopedia Britannica 1926-os, tizenharmadik kiadásában Einstein egy cikket írt "téridő" címmel.
Irodalmi háttér
Edgar Allan Poe írt egy kozmológiai esszét Eureka (1848) címmel, amelyben azt írta, hogy "a tér és az időtartam egy". Ez az első ismert példa arra, hogy a tér és az idő egy dolog különböző felfogása. Poe körülbelül 90 oldalnyi érvelés után jutott erre a következtetésre, de nem alkalmazott matematikát.
1895-ben H.G. Wells Az időgép című regényében azt írta: "Nincs különbség az Idő és a Tér három dimenziója között, kivéve, hogy tudatunk a térben mozog". Hozzátette: "A tudós emberek... nagyon jól tudják, hogy az Idő csak egyfajta Tér".
Téridő a kvantummechanikában
Az általános relativitáselméletben a téridő sima és folytonos. A kvantummechanika elméletében azonban a téridő nem mindig folytonos.
Kapcsolódó oldalak
- Dimenzió
- Sokrétű
