فضا - زمان

[jafarpour]

مقدمه
بررسی و شناخت پدیده‌های فیزیکی و روابط بین آنها بدون توجه به مفاهیم و درک شهودی از فضا و زمان چندان مأنوس به نظر نمی‌رسد. مفهوم و درک فضا و زمان نیز مانند سایر کمیتهای فیزیکی روندی پویا دارد و در طول تاریخ دستخوش تغییرات زایدی شده است. بویژه بعد از نسبیت مفاهیم فضا و زمان و درک بشر از آنها دچار تغییر زیادی شده است.

این نمودار مسیر حرکت یک شخص در
پیوستار فضا_زمان را نشان می‌دهد.

دویست سال قبل از آنکه آلبرت انیشتین (1955_1879) نظریه‌های نسبیت خود را ارائه کند، اسحاق نیوتن (1727_1643) ، ریاضیدان انگلیسی ، اعلام کرده که فضا کاملاً مجزا از زمان می‌باشد. اما در ریاضی نسبیت ، زمان و سه بعدی فضایی _ طول ، عرض ، ارتفاع با همدیگر ، یک چهارچوب چهار بعدی به نام پیوستار فضا _ زمان را تشکیل می‌دهند.

فضا (Space) چیست؟
واژه‌ای است که در زمینه‌های متعدد و رشته‌های گوناگون از قبیل فلسفه ، جامعه‌شناسی ، معماری و شهرسازی بطور وسیع استفاده می‌شود. لیکن تکثّر کاربرد واژه فضا به معنی برداشت یکسان از این مفهوم در تمام زمینه‌های فوق نیست، بلکه تعریف فضا از دیدگاههای مختلف قابل بررسی است. مطالعات نشان می‌دهد با وجود درک مشترکی که به نظر می‌رسد از این واژه وجود دارد، تقریباً توافق مطلقی در مورد تعریف فضا در مباحث علمی به چشم نمی‌خورد و این واژه از تعدد معنایی نسبتاً بالایی برخوردار است و تعریف مشخص و جامعی وجود ندارد که در برگیرنده تمامی جنبه‌های این مفهوم باشد. فضا یک مقوله بسیار عام است. فضا تمام جهان هستی را پر می‌کند و ما را در تمام طول زندگی احاطه کرده‌ است.

زمان
زمان ، مفهومی چنان آشنا ، ملموس ، بدیهی ، پیش پا افتاده و عمیق است که نوشتن درباره‌اش جسارت زیادی را می‌طلبد. فهم مفهوم زمان و نقد کردن برداشت رایج از این مفهوم ، اگر به قدر کافی تداوم یابد، به تلاش برای دستیابی به نگاهی تازه و رویکردی کارآمدتر درباره مفاهیمی کلیدی مانند مکان ، تغییر و رخداد منتهی می‌شود. زمان ، مفهومی چنان حاضر و نافذ است که هر پیشنهاد جدیدی برای جور دیگر دیدن آن به راهبردهایی رفتاری برای دگرگونی در کردار هم می‌انجامد. این پیشنهادهای نظری و آن توصیه‌های عملیاتی ، بطور خاص مهمترین جنبه‌هایی هستند که به چالش طلبیدن مفهوم زمان را چنین ترسناک می‌نمایند. در فیزیک ، زمان با دو روش متفاوت تعریف می‌شود:

روش ترمودینامیکی
این روش را برای نخستین بار فیزیکدانانی مانند کلوین و سلسیوس که به مفهوم دما و تبادلات گرمایی علاقمند بودند، بنیان نهادند. اما شکل پخته و امروزین آن را در آثار اندیشمندانی مانند بولتزمان می‌بینیم. تعریف ترمودینامیکی زمان ، بر الگوهایی از رفتار مبتنی است که در سیستمهای ساده دیده می‌شود. بخش مهمی از سیستمهایی که در پیرامون ما وجود دارند، نظامهایی ساده هستند که از شمار زیادی از عناصر به نسبت ساده تشکیل یافته‌اند. عناصری که رفتارشان تقریبا تصادفی به نظر می‌رسد، اما برآیند رفتارهای سطح خردشان بر مبنای قواعدی کلان پیش بینی پذیر است. بررسی تحولات انرژیایی این سیستمها ، ستون فقرات علم ترمودینامیک را تشکیل می‌دهد.

روش تاریخ مدارانه
این روش زمان را بر مبنای سیستمهای پیچیده‌ای تعریف می‌کند که امکان انباشت اطلاعات و تجربیات را در خود دارند. در این سیستمها ، گذر زمان به کاهش یافتن بی نظمی و افزایش نظم منتهی می‌شود. مثلا وقتی به بدن مجروح یک انسان یا بذر یک گیاه نگاه می‌کنیم، می‌بینیم که با مرور زمان مقدار نظم درونی این سیستمها زیاد می‌شود. فرد زخمی بهبود می‌یابد و بذر به گیاه تبدیل می‌شود. به این ترتیب به نظر می‌رسد تعریف تاریخ مدارانه از زمان ، با تعریف ترمودینامیکی آن در تضاد باشد.

چنانکه می‌دانیم، مهمترین ویژگی حاکم بر قوانین علوم تجربی مانند فیزیک ، ناوردایی یا تقارن است. تقارن بدان معناست که قوانین یاد شده در تمام شرایط قابل تصور صدق می‌کنند. این بدان معناست که قوانین مزبور بیانگر ماهیت موضوع پژوهش و شیوه رفتار آن هستند و به شرایط پیرامونیِ آن وابسته نمی باشند.


کل قوانین فیزیک ، نسبت به همه شرایط ناوردا هستند. تنها متغیری که این تقارن را در هم می‌شکند، زمان است و منشأ این نقض شدن تقارن ، قانون دوم ترمودینامیک است. محور زمان ، تنها شاخص فیزیکی است که جهت دارد و در مسیر مشخصی جریان می‌یابد و بسته به این جهت ، رفتار سیستمها دگرگون می‌شود. مفهوم فیزیکی زمان دو مشکل اساسی دارد:



تعریف ترمودینامیکی و تاریخ مدار از زمان به ظاهر باهم در تعارض هستند. بنابراین تعریف یگانه و فراگیری از زمان وجود ندارد. گویی زمان در سیستمهای بازِ ساده و پیچیده به دو شکل متفاوت تعریف شود.


توضیح اینکه چرا زمان به عنوان متغیری عام اینطور یک طرفه عمل می‌کند و تنها در جهت خاصی جریان دارد، دشوار است. به بیان دیگر ، "پیکان زمان" و حرکت دائمی و ثابتش از گذشته به آینده امری است که نیاز به توضیح و تبیین دارد. تلاشهای زیادی برای آشتی دادن دو تعریف ترمودینامیک و تاریخ مدار از زمان صورت گرفته است.

منبع : دانشنامه رشد

[nasa]

● زمان گذشته تر از گذشته
بنابه نظریه انفجار بزرگ ، گسترش جهان از یك انفجارآتشین آغاز شده و تا امروز ادامه یافته است و احتمال دارد این گسترش تا بینهایت ادامه داشته باشد. ولی ما یقینا می‌خواهیم بدانیم پیش از این انفجار اولیه وضع ازچه قرار بوده است. اما برای فهمیدن این موضوع باید از دیوار زمان صفر عبور كنیم. نه تنها در عرصه فیزیك ، بلكه حتی در عرصه منطق نیز دشواریهای زیادی در این سیر وجوددارد.
ما نمی‌توانیم تاریخ كائنات را از زمان صفر یعنی درست لحظه آفرینش فضا وزمان آغاز كنیم ولی قادریم آن را از لحظه‌های بسیار كوتاه و غیر قابل تصور یعنی ۴۳- ^۱۰ثانیه پس از انفجار بزرگ آغاز كنیم. قوانین بنیادی فیزیك توانسته‌اند از امروزتا آن لحظه كه كائنات بسیار بسیار كوچك ، داغ و غلیظ بوده ، استواری خود را حفظ كنند.

● خصوصیات كائنات در زمان صفر
در ۴۳- ^۱۰ ثانیه پس از انفجار بزرگ ،كائنات بیش از ۳۵ - ^ ۱۰ متر قطر نداشته و ده میلیون میلیارد میلیارد بار كوچكتر ازیك اتم هیدروژن بوده است. در این زمان عالم چنان جوان است كه نور نمی‌تواند به دورها سفر كند و افق كیهانی كه كائنات قابل دید را در بر می‌گیرد، بسیار نزدیك است. در این زمان حرارت به ۳۲ ^ ۱۰ كلوین میرسد. كائنات بسیار غلیظ و فشرده (۹۶ ^ ۱۰برابر غلظت آب) و انرژی آن غیر قابل اندازه گیری است. چنانچه اگر بخواهیم چنین نیرویی تولید كنیم باید دستگاههای تسریع كننده ذرات اولیه‌ای بسازیم كه چندین سال نوری قطر داشته باشند.

● زمان صفر یا زمان پلانك
در ۴۳- ^۱۰ ثانیه پس ازانفجار ، كائنات چنان فشرده و غلظت چنان انباشته است كه نیروی جاذبه ، كه در حالت معمولی در مقیاس میكروسكوپی قابل اغماض است، مانند نیروها از قبیل نیروهای هسته‌ای قوی و ضعیف نیروی الكترومغناطیسی ، بسیار قوی می‌باشد. ولی ما نمی‌توانیم رفتار ومشخصات اتمها و نور را در جاذبه بسیار قوی دریابیم. این مساله نخستین بار در آغازقرن حاضر توسط "ماكس پلانك" مطرح شد. به همین دلیل زمان ۴۳- ^۱۰ ثانیه را "زمان پلانك" می‌گویند. كه در آن فیزیك از توضیح عاجز می‌شود و مرز آگاهی‌ها به نهایتمی‌رسد.

● جاذبه سد زمان صفر
برای پشت سر گذاشتن زمان پلانك به نظریه‌ای‌كوانتیك از جاذبه نیاز است كه در آن قوه جاذبه بتواند با سایر نیروها متحد شود. فیزیكدانان در تلاشند تا یك نظریه جامع طبیعت بیابند كه در آن چهار نیروی حاكم برجهان بصورت یك نیروی واحد عمل كنند. و تا كنون موفق شده‌اند شرایط گرد آمدن نیروهای هسته‌ای قوی و ضعیف و نیروی الكترومغناطیسی را بدست آورند. ولی نیروی جاذبه همچنان با اتحاد با این نیروها مخالفت می‌كند. این نیرو كه بر دنیای بینهایت بزرگها حاكم است از هر گونه اتحاد با دنیای بینهایت خردها سرباز می زند.
پیوند و اتحادمكانیك كوانتومی با نسبیت در حال حاضر همچنان سدی غیر قابل عبور است و حتی اینشتین كه در سی سال آخر عمر خود ، سر سختانه در این زمینه به كار پرداخت، نتوانست از این سد بگذرد. تا وقتی مقاومت و استقامت جاذبه شكسته نشود، فراتر از زمان پلانك را دریافتن ، كاری غیر ممكن است. این زمان مرز و حد نهایی آگاهی و شناخت ما است. در پشت دیوار پلانك واقعیتی هنوز دست نیافتنی پنهان است كه در آن جفت فضا ـ زمان كائنات چهار بعدی ما می‌تواند كاملا متفاوت باشد با دیگر وجود نداشته باشد.

● پشت دیوار پلانك
فیزیكدانهایی كه شكافهای كوتاه و گذرایی در پشت دیوار پلانك واردكرده‌اند، می‌گویند كه با كائنات پرآشوبی كه ده یا حتی بیست و شش بعد دارد، برخوردكرده‌اند، كه در آن قوه جاذبه چنان قوی است كه فضا را به كلی دگرگون كرده است و درآن ، فضا ، تحت تاثیر جاذبه به تعداد بیشماری سوراخ سیاه میكروسكوپیك تبدیل شده استكه گذشته ، حال و آینده و حتی زمان در آن معنا ندارد. هر كدام از این سوراخها صدمیلیارد میلیارد بار كوچكتر از یك پروتون هستند، كه با حرارت ۳۲ ^۱۰ كلوین در فاصله۴۳- ^۱۰ثانیه تبخیر می‌شوند، ناپدید می‌شوند و دوباره ظاهر می‌شوند.

● زمان مرجع
سالها كوشش و مطالعه طاقت فرسا لازم است تا دیوار پلانك سوراخ شود و تارسیدن به آن روز ما باید "زمان پلانك" را به منزله "زمان صفر" بپذیریم. بنابرین ،وقتی از مبدا و آغاز خلقت كائنات گفتگو می‌كنیم، زمان مرجع ما زمان پلانك خواهد بود
منبع: سایت هوپا

[Mojtaba.M]

● زمان گذشته تر از گذشته
بنابه نظریه انفجار بزرگ ، گسترش جهان از یك انفجارآتشین آغاز شده و تا امروز ادامه یافته است و احتمال دارد این گسترش تا بینهایت ادامه داشته باشد. ولی ما یقینا می‌خواهیم بدانیم پیش از این انفجار اولیه وضع ازچه قرار بوده است. اما برای فهمیدن این موضوع باید از دیوار زمان صفر عبور كنیم. نه تنها در عرصه فیزیك ، بلكه حتی در عرصه منطق نیز دشواریهای زیادی در این سیر وجوددارد.
ما نمی‌توانیم تاریخ كائنات را از زمان صفر یعنی درست لحظه آفرینش فضا وزمان آغاز كنیم ولی قادریم آن را از لحظه‌های بسیار كوتاه و غیر قابل تصور یعنی ۴۳- ^۱۰ثانیه پس از انفجار بزرگ آغاز كنیم. قوانین بنیادی فیزیك توانسته‌اند از امروزتا آن لحظه كه كائنات بسیار بسیار كوچك ، داغ و غلیظ بوده ، استواری خود را حفظ كنند.

● خصوصیات كائنات در زمان صفر
در ۴۳- ^۱۰ ثانیه پس از انفجار بزرگ ،كائنات بیش از ۳۵ - ^ ۱۰ متر قطر نداشته و ده میلیون میلیارد میلیارد بار كوچكتر ازیك اتم هیدروژن بوده است. در این زمان عالم چنان جوان است كه نور نمی‌تواند به دورها سفر كند و افق كیهانی كه كائنات قابل دید را در بر می‌گیرد، بسیار نزدیك است. در این زمان حرارت به ۳۲ ^ ۱۰ كلوین میرسد. كائنات بسیار غلیظ و فشرده (۹۶ ^ ۱۰برابر غلظت آب) و انرژی آن غیر قابل اندازه گیری است. چنانچه اگر بخواهیم چنین نیرویی تولید كنیم باید دستگاههای تسریع كننده ذرات اولیه‌ای بسازیم كه چندین سال نوری قطر داشته باشند.

● زمان صفر یا زمان پلانك
در ۴۳- ^۱۰ ثانیه پس ازانفجار ، كائنات چنان فشرده و غلظت چنان انباشته است كه نیروی جاذبه ، كه در حالت معمولی در مقیاس میكروسكوپی قابل اغماض است، مانند نیروها از قبیل نیروهای هسته‌ای قوی و ضعیف نیروی الكترومغناطیسی ، بسیار قوی می‌باشد. ولی ما نمی‌توانیم رفتار ومشخصات اتمها و نور را در جاذبه بسیار قوی دریابیم. این مساله نخستین بار در آغازقرن حاضر توسط "ماكس پلانك" مطرح شد. به همین دلیل زمان ۴۳- ^۱۰ ثانیه را "زمان پلانك" می‌گویند. كه در آن فیزیك از توضیح عاجز می‌شود و مرز آگاهی‌ها به نهایتمی‌رسد.

● جاذبه سد زمان صفر
برای پشت سر گذاشتن زمان پلانك به نظریه‌ای‌كوانتیك از جاذبه نیاز است كه در آن قوه جاذبه بتواند با سایر نیروها متحد شود. فیزیكدانان در تلاشند تا یك نظریه جامع طبیعت بیابند كه در آن چهار نیروی حاكم برجهان بصورت یك نیروی واحد عمل كنند. و تا كنون موفق شده‌اند شرایط گرد آمدن نیروهای هسته‌ای قوی و ضعیف و نیروی الكترومغناطیسی را بدست آورند. ولی نیروی جاذبه همچنان با اتحاد با این نیروها مخالفت می‌كند. این نیرو كه بر دنیای بینهایت بزرگها حاكم است از هر گونه اتحاد با دنیای بینهایت خردها سرباز می زند.
پیوند و اتحادمكانیك كوانتومی با نسبیت در حال حاضر همچنان سدی غیر قابل عبور است و حتی اینشتین كه در سی سال آخر عمر خود ، سر سختانه در این زمینه به كار پرداخت، نتوانست از این سد بگذرد. تا وقتی مقاومت و استقامت جاذبه شكسته نشود، فراتر از زمان پلانك را دریافتن ، كاری غیر ممكن است. این زمان مرز و حد نهایی آگاهی و شناخت ما است. در پشت دیوار پلانك واقعیتی هنوز دست نیافتنی پنهان است كه در آن جفت فضا ـ زمان كائنات چهار بعدی ما می‌تواند كاملا متفاوت باشد با دیگر وجود نداشته باشد.

● پشت دیوار پلانك
فیزیكدانهایی كه شكافهای كوتاه و گذرایی در پشت دیوار پلانك واردكرده‌اند، می‌گویند كه با كائنات پرآشوبی كه ده یا حتی بیست و شش بعد دارد، برخوردكرده‌اند، كه در آن قوه جاذبه چنان قوی است كه فضا را به كلی دگرگون كرده است و درآن ، فضا ، تحت تاثیر جاذبه به تعداد بیشماری سوراخ سیاه میكروسكوپیك تبدیل شده استكه گذشته ، حال و آینده و حتی زمان در آن معنا ندارد. هر كدام از این سوراخها صدمیلیارد میلیارد بار كوچكتر از یك پروتون هستند، كه با حرارت ۳۲ ^۱۰ كلوین در فاصله۴۳- ^۱۰ثانیه تبخیر می‌شوند، ناپدید می‌شوند و دوباره ظاهر می‌شوند.

● زمان مرجع
سالها كوشش و مطالعه طاقت فرسا لازم است تا دیوار پلانك سوراخ شود و تارسیدن به آن روز ما باید "زمان پلانك" را به منزله "زمان صفر" بپذیریم. بنابرین ،وقتی از مبدا و آغاز خلقت كائنات گفتگو می‌كنیم، زمان مرجع ما زمان پلانك خواهد بود
منبع: سایت هوپا

ببخشید این واحد پلانک که گفید کوچکترن واحد زمان محسوب میشه؟

پس قبل از انفجار بزرگ زمانی نبده دیگه؟

[nasa]

باتشکر
نه اون زمانی که به نظرم براساس سرعت کهکشانهاکه دورمیشوندبدست امده.
این نظریه مهابنگ کامل نیست چون این نظریه خودش باعث به وجودامدن چندسوال میشود.یکی ازاین سوالهااین است که اگرهمه چیزدر1جاچگال بودن پس این چگال نمیتوانست بینهایت باشداگربینهایت بودگسترش نمی یافت.حالااگراین چگال رامحدوددرنظربگریم پس ورای ان چیست؟ایاان عالم غیب است؟یاعالم ضدماده؟

[الفا قنطورس]

یک سوال ایا درست است که طبق نظریه m دو بعدی بودن زمان ثابت شده است
با تشکر

[Ehsan]

یک سوال ایا درست است که طبق نظریه m دو بعدی بودن زمان ثابت شده است
با تشکر

این گونه نظریه ها در حد همون نظریه اند و بس و هنوز زیاد اعتباری بهشون نیست.

[black holes]

من یه جا خوندم اگه زمان شکل نداشته باشه بنابرین فضا زمان هم نباید ریخت وشکل خاصی داشته باشه.
حالا میشه شما ها برام اینو توضیح بدین؟

[nasa021]

UOTE=black holes;20698]من یه جا خوندم اگه زمان شکل نداشته باشه بنابرین فضا زمان هم نباید ریخت وشکل خاصی داشته باشه.
حالا میشه شما ها برام اینو توضیح بدین؟[/QUOTE]
ببخشید میشه توضیح بدین تابفهمیم بعدش بحث کنیم

[ata moradi]

این روز ها کمتر فعالیتی از تالار کیهان شناسی رو شاهدیم به همین جهت میخواستم یه بحث ایجاد کنم که با هم تبادل اطلاعات انجام بدیم.
چرا جهان در حال انبساط است؟ چرا منقبض نمی شود؟ آیا شتاب این انبساط منفی است یا مثبت؟ چرا باید بیگبنگی وجود داشته باشد؟

[solh]

خوب یه تاپیک جداگانه باز کنید تا بشه هم بیشتر پیگیر بود هم گم نشه !