Παγκόσμια γραμμή
Μια παγκόσμια γραμμή είναι η μοναδική διαδρομή που έχει ένα αντικείμενο καθώς ταξιδεύει στον χώρο και στον χρόνο, που συνήθως ονομάζεται χωροχρόνος. Όπως μαθαίνουμε από την ειδική σχετικότητα, όσο πιο γρήγορα πηγαίνει ένα αντικείμενο, τόσο πιο πολύ επιβραδύνεται ο χρόνος για το αντικείμενο αυτό. Όπως μπορείτε να δείτε στην εικόνα στα δεξιά, το πιο αργό αντικείμενο έχει πιο γρήγορο πέρασμα του χρόνου από το πολύ γρήγορο αντικείμενο, αυτό για το οποίο ο χρόνος περνάει πολύ πιο αργά. Όταν ένα αντικείμενο φτάσει την ταχύτητα του φωτός, θα είναι μηδέν στον άξονα t, πράγμα που σημαίνει ότι δεν θα έχει κάνει καμία πρόοδο προς την κατεύθυνση του χρόνου. Βασικά, οι παγκόσμιες γραμμές δείχνουν ότι όταν επιτευχθεί η ταχύτητα του φωτός, ο χρόνος σταματά για τον παρατηρητή. Οι παγκόσμιες γραμμές χρησιμοποιούνται πολύ συχνά στη θεωρητική φυσική και στην ειδική σχετικότητα, καθώς και στη γενική σχετικότητα.
Οι ξεχωριστές διαδρομές τριών αντικειμένων που κινούνται με διαφορετικές ταχύτητες και οι αντίστοιχες μετρήσεις τους για το πέρασμα του χρόνου, όπου ο άξονας t αντιπροσωπεύει το πέρασμα του χρόνου και ο άξονας x την ταχύτητα του αντικειμένου.
Χρήση
Η έννοια των παγκόσμιων γραμμών χρησιμοποιείται ευρέως στη θεωρητική φυσική, διότι δείχνει ορισμένα ενδιαφέροντα γεγονότα σχετικά με την κίνηση υψηλής ταχύτητας. Για παράδειγμα, η εξίσωση της διαστολής του χρόνου που παρουσίασε ο Άλμπερτ Αϊνστάιν είναι αλγεβρικά απροσδιόριστη όταν η ταχύτητα ενός αντικειμένου είναι η ταχύτητα του φωτός, αλλά χρησιμοποιώντας τις παγκόσμιες γραμμές μπορεί κανείς να διαπιστώσει ότι όταν η ταχύτητα είναι η ταχύτητα του φωτός, ο χρόνος θα σταματήσει. Παρόλο που η εξίσωση του Αϊνστάιν (για τη διαστολή του χρόνου) δείχνει ότι ένα αντικείμενο που κινείται ταχύτερα από το φως πηγαίνει πίσω στο χρόνο, η ίδια έννοια μπορεί να περιγραφεί με τη χρήση παγκόσμιων γραμμών.
| Μέρος μιας σειράς άρθρων σχετικά με | ||||||
| Γενική σχετικότητα | ||||||
|
G μ ν + Λ g μ ν = 8 π G c 4 T μ ν {\displaystyle G_{\mu \nu }+\Lambda g_{\mu \nu }={8\pi G \over c^{4}}T_{\mu \nu }} | ||||||
| ·
·
| ||||||
| Θεμελιώδεις έννοιες
| ||||||
| Φαινόμενα
| ||||||
| ||||||
| Λύσεις
| ||||||
| · v · t · e |
Ερωτήσεις και απαντήσεις
Q: Τι είναι η παγκόσμια γραμμή;
A: Μια παγκόσμια γραμμή είναι η μοναδική διαδρομή που έχει ένα αντικείμενο καθώς ταξιδεύει τόσο στο χώρο όσο και στο χρόνο, που συνήθως ονομάζεται χωροχρόνος.
Ερ: Πώς εξηγεί η ειδική σχετικότητα πώς περνάει ο χρόνος για αντικείμενα που ταξιδεύουν με διαφορετικές ταχύτητες;
Α: Σύμφωνα με την ειδική σχετικότητα, όσο πιο γρήγορα κινείται ένα αντικείμενο, τόσο περισσότερο επιβραδύνεται ο χρόνος για το αντικείμενο αυτό. Το πιο αργό αντικείμενο έχει ταχύτερο πέρασμα του χρόνου από το πολύ γρήγορο αντικείμενο, πράγμα που σημαίνει ότι ο χρόνος περνάει πολύ πιο αργά γι' αυτά.
Ερ: Τι συμβαίνει όταν ένα αντικείμενο φτάσει την ταχύτητα του φωτός;
Α: Όταν ένα αντικείμενο φτάσει την ταχύτητα του φωτός, θα είναι μηδέν στον άξονα t, που σημαίνει ότι δεν θα έχει κάνει καμία πρόοδο προς την κατεύθυνση του χρόνου. Αυτό σημαίνει ότι ο χρόνος σταματά για τον παρατηρητή.
Ερ: Σε ποιες περιοχές χρησιμοποιούνται οι παγκόσμιες γραμμές;
Α: Οι παγκόσμιες γραμμές χρησιμοποιούνται πολύ συχνά στη θεωρητική φυσική και στην ειδική σχετικότητα, καθώς και στη γενική σχετικότητα.
Ερ: Πώς μπορούμε να απεικονίσουμε μια παγκόσμια γραμμή;
Α: Μπορούμε να οπτικοποιήσουμε μια παγκόσμια γραμμή κοιτάζοντας εικόνες που δείχνουν πώς τα αντικείμενα που ταξιδεύουν με διαφορετικές ταχύτητες βιώνουν διαφορετικούς ρυθμούς παρέλευσης του χρόνου.
Ερ: Υπάρχει κάποιος τρόπος να αλλάξουμε ή να μεταβάλουμε μια παγκόσμια γραμμή όταν αυτή έχει καθιερωθεί;
Α: Μόλις καθιερωθεί μια παγκόσμια γραμμή, δεν μπορεί να αλλάξει ή να αλλοιωθεί, αφού αντιπροσωπεύει μια αμετάβλητη διαδρομή μέσα στο χωροχρόνο.
Ερ: Σε τι αναφέρεται ο "άξονας t" όσον αφορά την επίτευξη της ταχύτητας του φωτός; Α: Ο "άξονας t" αναφέρεται στην πρόοδο από την άποψη του χρόνου - όταν ένα αντικείμενο φτάσει την ταχύτητα του φωτός, η πρόοδός του από την άποψη του χρόνου είναι μηδενική σε αυτόν τον άξονα, πράγμα που σημαίνει ότι δεν έχει σημειωθεί καμία πρόοδος από την άποψη της διέλευσης από το χωροχρόνο.
