«Տարածաժամանակ»–ի խմբագրումների տարբերություն

'''Տարածաժամանակը''' կամ, այլ կերպ ասած, '''տարածաժամանակային կոնտինուումը''' [[մաթեմատիկական մոդել]] է, որը միահյուսում է [[տարածություն]]ն ու [[ժամանակ]]ը մեկ միասնական [[կոնտինուում]]ի մեջ։ Սովորաբար տարածաժամանակը մեկնաբանվում է [[Էվկլիդյան տարածություն|Էվկլիդյան տարածության]] տեսանկյունից, որը տարածությունը ներկայացնում է եռաչափ, իսկ ժամանակը`ժամանակը՝ միաչափ տեսքով`տեսքով՝ որպես չորրորդ չափում։ Տարածական եռաչափ և ժամանակային միաչափ տարածությունները մեկ`մեկ՝ քառաչափ տարածության մեջ միավորող [[բազմաձևություն]]ը կոչվում է [[Մինկովսկու տարածություն]]։

Ոչ [[ռելյատիվիստական ֆիզիկա]]յում տարածությունը կարելի է լավ մոտավորությամբ դիտարկել անկախ ժամանակից, սակայն իրադրությունը փոխվում է ռելյատիվիստական սահմանում, երբ տարածությունը և ժամանակը դառնում են փոխկապակցված, մասնավորապես`մասնավորապես՝ ժամանակի ընթացքը դառնում է կախված տվյալ համակարգի`համակարգի՝ դիտորդի նկատմամբ ունեցած [[արագություն]]ից և [[գրավիտացիոն դաշտ]]ից։

Ի տարբերություն եռաչափ տարածության, որտեղ կետը ներկայացնում է տարածական դիրք, քառաչափ տարածաժամանակում կետը ներկայացնում է [[իրադարձություն]], այսինքն`այսինքն՝ տարածական դիրք և ժամանակային պահ`պահ՝ <math>(x,y,z,t)</math>։

Տարածաժամանակը այն [[դաշտ (ֆիզիկա)|դաշտն]] է, որտեղ տեղի են ունենում բոլոր ֆիզիկական գործընթացները։ Տարածաժամանակն անկախ է դիտորդից`դիտորդից՝ թեև յուրաքանչյուր դիտորդ կարող է ընտրել իրեն հարմար մետրիկական [[կոորդինատային համակարգ]]։ Տարածության և ժամանակի մեջ մասնիկի հետագիծն անվանում են [[համաշխարհային գիծ]]։ Հաճախ ժամանակային կոորդինատի չափողականությունն ընտրվում է նույնական տարածականին, և իրադարձությունը բնութագրվում է <math>(x_0,x_1,x_2,x_3) = (ct,x,y,z)</math> քառյակով, որտեղ <math>c</math>-ն [[լույսի արագություն]]ն է։

Էվկլիդյան տարածությունում երկու կետերի բաժանվածությունը չափվում է նրանց հեռավորությամբ։ Հեռավորությունը այս դեպքում մաքուր տարածական է և միշտ դրական։ Ի տարբերություն սրա`սրա՝ տարածաժամանակում երկու իրադարձությունների միջև բաժանվածության չափը [[ինտերվալ (հարաբերականության տեսություն)|տարածաժամանակային ինվարիանտ ինտերվալն]] է, որը որոշվում է հետևյալ առնչությամբ`առնչությամբ՝

Տարածաժամանակային ինտերվալները կարող են լինել ինչպես դրական (ժամանականման)` <math> c^2\Delta t^2 > \Delta r^2, s^2 > 0 </math>, այնպես էլ բացասական (տարածանման)` <math> c^2\Delta t^2 < \Delta r^2, s^2 < 0 </math>։ Զրոյական ինտերվալներն անվանում են լուսային`լուսային՝ <math> c^2\Delta t^2 = \Delta r^2, s^2 = 0 </math>։

Որոշ աշխարհագծերի տեսակներ անվանում են գեոդեզիական, դրանք էվկլիդյան տարածության ուղիղ գծերի հանգունակներն են տարածաժամանակում, միայն այս դեպքում դրանք ներկայացնում են ոչ թե կարճագույն, այլ`այլ՝ առավելագույն հեռավորությունը երկու կետերի միջև։ [[Գեոդեզիական գիծ|Գեոդեզիական գծեր]]ը կարևոր են հատկապես [[Հարաբերականության ընդհանուր տեսություն|Հարաբերականության ընդհանուր տեսության]] շրջանակներում, որտեղ դրանցով շարժումը համապատասխանում է իներցիալ, ազատ շարժմանը։

Տարածաժամանակային կոնտինուումը մաթեմատիկորեն ձևակերպվում է որպես քառաչափ, ողորկ, կապակցված [[լորենցյան բազմաձևություն]], այսինքն`այսինքն՝ լորենցյան բազմաձևության ողորկ <math>g</math> [[մետրիկա]]ն ունի <math>(3,1)</math> [[սիգնատուրա]]ն։ Մետրիկան որոշում է տարածաժամանակի [[երկրաչափություն]]ը։ [[Լորենցյան մետրիկա]]յում առավել հաճախ գործածում են [[դեկարտյան կոորդինատային համակարգ]]ը, իսկ պարզության համար երբեմն ընտրում են այնպիսի չափման միավորներ, որ լույսի <math>c</math> արագությունը լինի 1։

Յուրաքանչյուր դիտորդի հետ կապվում է առանձին կոորդինատական համակարգ, իսկ ողջ բազմաձևությունը կարող է ծածկվել այդպիսի մի քանի կոորդինատային համակարգերով, որոնց հատման տիրույթը համապատասխանում է այն տարածաժամանակային հատվածին, որտեղ այդ դիտորդները կարող են իրականացնել տարբեր ֆիզիկական մեծությունների չափումներ և համեմատել արդյունքները։ Ընդ որում`որում՝ այդ դիտորդներին կցված կոորդինատային համակարգերում միևնույն իրադարձության հետ կապված [[ֆիզիկական մեծություն]]ները կարող են ունենալ տարբեր արժեքներ, բայց դրանք բնորոշող ֆիզիկական օրենքները պետք է լինեն նույնը`նույնը՝ համաձայն [[համարժեքության սկզբունք]]ի։ Այս դատողություններից ելնելով`ելնելով՝ հարաբերականության տեսությունը պահանջում է, որ բոլոր ֆիզիկական մեծությունները ներկայացվեն [[թենզոր]]ային տեսքով։

Հարաբերականության ընդհանուր տեսությունում տարածաժամանակն ընդունվում է ողորկ և անընդհատ (հոծ), և ոչ միայն մաթեմատիկորեն։ Ի տարբերություն այս տեսության`տեսության՝ [[քվանտային մեխանիկա]]ն ենթադրում է անօտարելի դիսկրետություն ֆիզիկայում։ Ցանկանալով այս երկու տեսությունները համաձայնեցնել`համաձայնեցնել՝ հաճախ ենթադրում են, որ տարածաժամանակը պետք է քվանտացնել շատ փոքր տիրույթներում`տիրույթներում՝ [[պլանկյան տիրույթ]]ին մոտ։

Տարածության`Տարածության՝ եռաչափ, իսկ ժամանակի միաչափ լինելու հանգամանքը ունի որոշակի առանձնահատուկ բնույթ։ Դեռ [[Իմանուիլ Կանտ]]ն է նկատել, որ բնության մեջ առկա որոշ տարածված ուժերի հակադարձ քառակուսային լինելը կարող է հետևանք լինել հենց տարածության եռաչափության։ 1920 թ-ին [[Պոլ Էրենֆեստ]]ը ցույց տվեց, որ եթե տարածությունն ունենա 3-ից մեծ չափողականություն, ապա աստղի շուրջ մոլորակների ուղեծրերը չեն կարող լինել կայուն (էլեկտրոնի պարագայում նմանատիպ պնդումն ապացուցվեց 1963-ին Տանղերլինիի կողմից)։ Նա նաև ցույց տվեց, որ եթե տարածության չափողականությունը լինի զույգ, ապա ալիքի տարբեր մասեր կունենան տարբեր արագություններ, իսկ եթե լինի կենտ, ապա ալիքը կաղճատվի։ Միայն տարածության միաչափ կամ եռաչափ լինելու դեպքում է հնարավոր խուսափել այս խնդիրներից։ 1922-ին [[Հերման Վեյլ]]ը ցույց տվեց, որ [[Ջեյմս Մաքսվել|Մաքսվել]]ի [[էլեկտրադինամիկա]]ն աշխատում է միայն (3+1)-չափանի տարածաժամանակում։