อวกาศคืออะไร

ในบริบทของฟิสิกส์พื้นที่ระยะ - เวลาเป็นรูปแบบทางคณิตศาสตร์ที่พื้นที่ผสมและเวลาเป็นสองแนวคิดที่มีการจดทะเบียนโดยสิ้นเชิง ในห้วงเวลาอันยาวนานนี้เองที่เหตุการณ์ทางกายภาพทั้งหมดของจักรวาลเกิดขึ้น นี้เป็นไปตามทฤษฎีสัมพัทธ

ไอน์สไตน์เป็นผู้กำหนดรูปแบบการแสดงออกของเวลาอวกาศโดยอาศัยทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษของเขาซึ่งระบุว่าเวลาไม่สามารถแยกออกจากมิติเชิงพื้นที่ทั้งสามได้ แต่เวลาจะขึ้นอยู่กับสถานะการเคลื่อนที่ของผู้สังเกต โดยธรรมชาติแล้วผู้สังเกตสองคนจะวัดเวลาต่างกันสำหรับช่วงเวลาระหว่างสองเหตุการณ์ความแตกต่างของเวลาจะขึ้นอยู่กับความเร็วสัมพัทธ์ระหว่างผู้สังเกต

ในทำนองเดียวกันถ้าทฤษฎีถูกยกขึ้นว่าจักรวาลมีมิติเชิงพื้นที่ทางกายภาพสามมิติที่สามารถสังเกตได้ก็เป็นเรื่องปกติที่จะพิจารณาเวลาเป็นมิติที่สี่ ปล่อยให้ space-time เป็นพื้นที่สี่มิติ

สิ่งสำคัญคือต้องเน้นว่าเวลาอวกาศมีคุณสมบัติทางเรขาคณิตซึ่ง ได้แก่:

เมตริก: คุณสมบัตินี้เป็นสัญลักษณ์ของกาลอวกาศเป็นคู่ (m, g) โดยที่ "m" หมายถึงท่อร่วมที่แตกต่างของเซมิเรียแมนเนียนและ "g" คือเมตริกเทนเซอร์

เนื้อหาวัสดุของปริภูมิ - เวลา: สิ่งนี้กำหนดโดยเทนเซอร์อิมพัลส์พลังงานซึ่งคำนวณโดยตรงจากการวัดทางเรขาคณิตจากเทนเซอร์เมตริก

การเคลื่อนที่ของอนุภาค: อนุภาคที่เคลื่อนที่ผ่านกาลอวกาศจะเป็นไปตามเส้นที่มีความยาวต่ำสุดในอวกาศโค้ง

เป็นเนื้อเดียวกัน isotropy และสมมาตรกลุ่ม: บางพื้นที่ครั้งมีกลุ่ม isometry ของมิติที่ต่ำกว่า ในทางกลับกันกาลอวกาศเป็นเนื้อเดียวกันเมื่อรวมกลุ่มย่อยโฮมฟอร์มที่มีอิทธิพลต่อพิกัดเชิงพื้นที่ จะมี isotropy ทั่วไปเมื่อมีกลุ่มย่อยของ isometry ที่จุดใดจุดหนึ่ง

โทโพโลยี: มันเกี่ยวข้องกับโครงสร้างเชิงสาเหตุ ตัวอย่างเช่นถ้าเส้นโค้งเวลาปิดมีอยู่ในเวลาว่างหรือมีพื้นผิว Cauchy หรือ geodesics ที่ไม่สมบูรณ์

ในที่สุดในปริภูมิ - เวลาที่ใช้ในทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษทั้งสองสามารถผสมกันในปริภูมิสี่มิติซึ่งเป็นที่มาของสิ่งที่เรียกว่าห้วงเวลามิงโควสกีมิงโคว์สกี้ที่นี่คือที่ที่มีการระบุมิติเชิงพื้นที่ธรรมดาสามมิติและมิติเวลาเสริม