اندوشیری
-
از برخورد یک الکترون و پوزیترون (وقتی یه الکترون با یه پوزیترون برخورد میکنه فوتون های اشعه گاما امواج الکترومغناطیسی به وجود میان ) تا سوپرنوا ها و.، فوتون های پرتوی گاما امواج الکترومغناطیسی به وجود میان.
1.5M حجم رسانه بالاست
مشاهده در ایتا
یکی:مردا بدون زنها نمیتونن زندگی کنن.
همچنین مردا:
فضازمان مینکوفسکی [Hermann minkowski ]
نمودار مینکوفسکی که به نام نمودار فضازمان نیز شناخته میشود، در سال ۱۹۰۸ توسط هرمان مینکوفسکی به وجود آمدند و تصویری از ویژگیهای فضا و زمان در نظریه نسبیت خاص ارائه میدهد. این نمودارها اجازه میدهند که درک کمی از پدیدههای متناظر با آنها مانند اتساع زمان، بدون معادلات ریاضی داشته باشیم.
واژه نمودار مینکوفسکی در هر دو مفهوم عام و خاص به کار میرود. در مفهوم عام، یک نمودار مینکوفسکی تصویری گرافیکی از بخشی از فضای مینکوفسکی است که اغلب فضا به یک بعد کاهش داده شدهاست. این نمودارهای دوبعدی جهانخط ها را به صورت منحنیهایی در صفحه نمایش میدهند که متناظر با حرکت در راستای محور فضایی است.
نمودار مینکوفسکی با چارچوب در حال سکون (x,t), چارچوب در حال حرکت(x',t'), مخروط نور, و هذلولیهایی که زمان و فضا را نسبیت به مبدأ نشانهگذاری میکنند.
فضای مینکوفسکی
هانری پوانکاره در دومین مقاله نسبیت خود در سالهای 1905-1906، نشان داد چگونه با قرار دادن زمان برای تبدیل شدن به چهارمین بردار مختصات فضایی موهومی ict ، جایی که c سرعت نور و i یکای موهومی است، تبدیلات لورنتس را میتوان به صورت امروزی تجسم کرد.
x²+y²+z²+(ict)²=const.
چرخش در صفحاتی که توسط دو بردار واحد فضایی پوشانده شده اند در فضای مختصات و همچنین در فضازمان فیزیکی به شکل چرخش های اقلیدسی ظاهر می شوند و به معنای رایج تفسیر می شوند. "چرخش" در صفحه ای که توسط یک بردار واحد فضا و یک بردار واحد زمان در بر می گیرد، در حالی که به طور رسمی هنوز یک چرخش در فضای مختصات است، یک خیز لورنتس Lorentz boostدر فضازمان فیزیکی با مختصات لخت واقعی است. قیاس با چرخش های اقلیدسی پارتیال است زیرا شعاع کره عملا موهومی است و چرخش ها را به چرخش در فضای هذلولی تبدیل می کند.
این ایده، که پوانکاره تنها به طور مختصر به آن اشاره کرد، توسط مینکوفسکی در مقاله ای گسترده و تأثیرگذار به زبان آلمانی در سال 1908 به نام «معادلات بنیادی برای فرآیندهای الکترومغناطیسی در اجسام متحرک» به تفصیل شرح داده شد. مینکوفسکی با استفاده از این فرمول، تئوری نوبنیاد نسبیت اینشتین را دوباره بیان کرد. به ویژه، با تنظیم مجدد معادلات ماکسول به عنوان مجموعهای متقارن از معادلات در چهار متغیر (x، y، z، ict) ترکیب با متغیرهای برداری بازتعریف شده برای کمیتهای الکترومغناطیسی، او توانست بهطور مستقیم و بسیار ساده تغییرناپذیری آنها را تحت تبدیل لورنتس نشان دهد . او همچنین کمک های مهم دیگری کرد و برای اولین بار در این زمینه از نمادگذاری ماتریس استفاده کرد. او از فرمولبندی مجدد خود به این نتیجه رسید که زمان و مکان باید به طور یکپارچه در نظر گرفته شوند، و بنابراین مفهوم او از رویدادهایی که در یک پیوستار فضا-زمان چهاربعدی یکپارچه رخ میدهند، پدید آمد.
فضا زمان مینکوفسکی (حقیقی)
در توسعه بیشتر در سخنرانی خود در سال 1908 «فضا و زمان»، مینکوفسکی فرمول جایگزینی از این ایده ارائه کرد که از مختصات زمان واقعی به جای یک مختصات موهومی استفاده میکرد و چهار متغیر (x، y، z، t) را نشان میداد. فضا و زمان به شکل مختصات در یک فضای برداری (با اعداد حقیقی)چهار بعدی ارائه شد . نقاط این فضا با رویدادهای فضازمان مطابقت دارد. در این فضا، یک مخروط نوری تعریف شده مرتبط با هر نقطه وجود دارد، و رویدادهایی که روی مخروط نور نیستند، بر اساس رابطه آنها با راس بهعنوان فضاسان spacelike یا زمانسان timelike طبقهبندی میشوند. این دیدگاه از فضازمان ، امروزه رایج است، اگرچه دیدگاه قدیمیتر مربوط به زمان موهومی نیز بر نسبیت خاص تأثیر گذاشته است.
فضای مینکوفسکی
فضای مینکوفسکی ارتباط نزدیکی با تئوری های نسبیت خاص SR و عام GR اینشتین دارد و رایجترین ساختار ریاضی است که نسبیت خاص بر اساس آن فرمولبندی میشود. در حالی که کامپننت منفرد در فضا و زمان اقلیدسی ممکن است به دلیل انقباض طول Length Contraction و اتساع زمان Time dilation متفاوت باشند، در فضازمان مینکوفسکی، همه چارچوبهای مرجع در مورد فاصله کلی در فضازمان بین رویدادها توافق دارند.
فضای مینکوفسکی زمان را مجزا از سه بعد فضایی مورد بحث قرار می دهد ، فضای مینکوفسکی متفاوت از فضای چهاربعدی اقلیدسی است .
در فضای سه بعدی اقلیدسی (به عنوان مثال، به سادگی فضا در نسبیت گالیله)، گروه ایزومتریک (نقشه هایی که فاصله اقلیدسی منظم را حفظ می کنند) گروه اقلیدسی است. با چرخش، بازتاب و تبدیلات ساخته میشود. وقتی زمان بهعنوان بعد چهارم اصلاح میشود، دگرگونیهای بیشتر تبدیلات در زمان و افزایشهای گالیله اضافه میشوند و گروه همه این تحولات، گروه گالیله نامیده میشود. همه تبدیلهای گالیله فاصله اقلیدسی سه بعدی را حفظ میکنند. این فاصله کاملاً مکانی است. تفاوتهای زمانی نیز بهطور جداگانه حفظ میشوند. این در فضازمان نسبیت خاص، جایی که فضا و زمان در هم تنیده شده اند، تغییر می کند.
فضا-زمان با یک فرم دوخطی نامعین غیر تبهگن متفاوت از نسبیت گالیله مجهز شده است، که متریک مینکوفسکی نامیده می شود، نورم مربع مینکوفسکی یا ضرب داخلی مینکوفسکی بستگی به کانتکست یا زمینه دارد ( ضرب داخلی و وابستگی به زاویه تتا- کانتکست نمودار فریم های مختلف را بررسی کنید) . فاصله بین دو رویداد زمانی که بردار اختلاف مختصات آنها به عنوان آرگومان داده شود.
فرآورده این ضرب داخلی، مدل ریاضی فضازمان فضای مینکوفسکی نامیده می شود. آنالوگ گروه گالیله برای فضای مینکوفسکی، با حفظ فاصله فضازمان (بر خلاف فاصله فضای اقلیدسی) گروه پوانکاره است.
فضازمان گالیله و فضازمان مینکوفسکی بهعنوان منیفولدها یکسان هستند. آنها در دیگر ساختارهای که روی آنها تعریف شده است، متفاوت هستند. اولی تابع فاصله اقلیدسی و بازه زمانی (به طور جداگانه) همراه با فریم های لخت inertial که مختصات آنها با تبدیلات گالیله ای مرتبط است، در حالی که دومی دارای متریک مینکوفسکی همراه با فریم های لخت است که مختصات آنها با تبدیلات پوانکره مرتبط است.
تبدیلات لورنتس در فضازمان مینکوفسکی
تبدیلات لورنتس معادله هایی هستند که مختصههای فضایی و زمانی یک رویداد را از دید دو ناظر مختلف به هم تبدیل میکنند. یعنی اگر یک ناظر برای رویداد خاصی در فضا-زمان مختصههای مکانی x و y و z و زمان t را اندازه بگیرد، و ناظر دیگری (که در مکان دیگری واقع است و با سرعت خاصی نسبت به ناظر اول حرکت میکند) مختصههای x'و y' و z'و t'را برای همان رویداد اندازه بگیرد، تبدیلات لورنتس رابطهٔ بین این دو مختصات را بیان میکند.
پیش از نسبیت خاص، این کار با تبدیلات گالیله انجام میشد.اما نظریه نسبیت خاص نشان داد که قوانین ماکسول زمانی که تحت تبدیل گالیله قرار بگیرند دچار تناقض می شوند از این رو یا باید معادلات ماکسول را اشتباه تلقی کرد یا تبدیلات گالیله. اما انیشتین در اقدامی خلاقانه تبدیل لورنتس را جایگزین تبدیلات گالیله کرد که قوانین ماکسول در تبدیل لورنتس دچار تناقض نمی شوند و شکل صحیح خود را حفظ می کنند. تبدیلات لورنتس تا قبل از نظریه نسبیت خاص هیچ توجیه فیزیکی نداشتند تاکه برای اولین بار انیشتین با طرح نسبی بودن زمان ، تبدیلات گالیله ایی را نقض کرد و سپس مکانیک را تحت تبدیل لورنتس تصحیح کرد. تبدیلات گالیله در سرعتهای زیاد (نزدیک به سرعت نور) با مشکل مواجه میشوند و باید با تبدیلات لورنتس جایگزین شوند. اگرچه، در سرعتهای کم (کم نسبت به سرعت نور)، یعنی در بیشتر کاربردهای روزمره، تبدیلات گالیله تقریباً نتایج مشابهی با تبدیلات لورنتس دارند.
تبدیلات لورنتس
سادهترین شکل تبدیلات لورنتس مربوط به حالتی است که دو دستگاه S و S' نسبت به هم فقط «خیز» (boost) داشته باشند؛ یعنی دستگاه S' با سرعت v نسبت به دستگاه S حرکت کند و سرعت v در راستای محور x' باشد و محورهای دو دستگاه در لحظهٔ t=t'=0 برهم منطبق باشند. تبدیلات لورنتس در این حالت عبارتاند از:
γ = 1: ✓(1- v²:c²)
x'= γ (x-vt)
t' = γ [ t - (v/c²)x]
معادلات در بعد زمان و فضای x ارائه شده - در دو بعد دیگر z و y چون حرکت دستگاه در امتداد محور x است :
y' = y
z' = z
خط نول یا نور سان با تغییر ویژگی های فریم ، بدون تغییر می ماند ، زیرا که سرعت نور در همه فریم های لخت و غیر لخت ثابت است .