1: Просторовий час
- Page ID
- 77308
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
- 1.1: Три моделі простору-часу
- Час і простір разом роблять простор. час, етап, на якому розігрується фізика. До 1905 року фізики навчалися приймати дві взаємно суперечливі теорії простору-часу. Я буду називати ці погляди Аристотеля і Галілея, хоча мої колеги з тієї епохи були б обвинувачені в навіть частковому аристотеліанстві.
- 1.2: Координати Мінковського
- Часто зручно називати точки у просторовічасі за допомогою координат, а певний тип іменування, обраний Ейнштейном та Мінковським, є типовим у спеціальній теорії відносності. Я буду посилатися на координати цієї системи як координати Мінковського, і це те, що я маю на увазі протягом цієї книги, коли я використовую літери, такі як t і x без подальшого пояснення.
- 1.3: Вимірювання
- Ми хотіли б мати загальну систему вимірювання відносності, але поки що у нас є лише неповний печворк. Довжину часового вектора можна визначити як час, виміряний на годиннику, який рухається вздовж вектора. Вектор, подібний до пробілу, має довжину, яка вимірюється на лінійці, рух якої такий, що в рамці відліку лінійки кінцеві точки вектора є одночасними. Але не існує третього вимірювального приладу, призначеного для вимірювання світлоподібних векторів.
- 1.4: Трансформація Лоренца
- У спеціальній теорії відносності цікавить перетворення між координатами Мінковського спостерігачів, які перебувають у русі відносно один одного. Результат, показаний на малюнку 1.4.1, являє собою своєрідне розтягування і згладжування діагоналей. Оскільки площа інваріантна, одна діагональ зростає на той самий коефіцієнт, за допомогою якого інша стискається. Ця зміна координат називається перетворенням Лоренца.
Мініатюра: Концепція художника гравітаційного зонда B, що обертається навколо Землі для вимірювання простору-часу, чотиривимірний опис Всесвіту, включаючи висоту, ширину, довжину та час. (Громадське надбання; NASA).