Spactempo

En fiziko, spactempo estas matematika modelo kiu kombinas spacon kaj tempon en unuecan kontinuaĵon (sternaĵon). Spactempo estas kutime kun tri-dimensia spaco kaj unu-dimensia tempo, kiu estas en rolo de la kvara dimensio kiu estas de malsama speco ol la spacaj dimensioj. Kombinante la du konceptojn en ununuran sternaĵon, fizikistoj simpligis plurajn fizikajn teoriojn, kaj priskribas en pli difinita maniero la funkciadon je ambaŭ subatoma kaj supergalaktika niveloj.

De eksperimentoj je malrapidaj rapidoj, tempo estis kredita al esti sendependa de moviĝo, progresanta je fiksa kurzo en ĉiu kadro de referenco. Tiel en klasika meĥaniko aparta konsidero de spaco kaj tempo anstataŭ spactempo estas adekvata ĉar tempo estas traktata kiel universala kaj universa, sendependa de ĉiuj eventoj kaj moviĝoj de rigardantoj.

Tamen, eksperimentoj kun grandaj rapidoj rivelis ke tempo malplirapidiĝas je pli altaj rapidoj. En fizika relativeco tempo ne povas esti apartigita de la tri dimensioj de spaco, ĉar la kurzo je kiu tempo pasas dependas de rapido de rigardanto (relative al la lumrapideco) kaj ankaŭ de intenso de gravitaj kampoj kiuj povas malplirapidigi la pasadon de tempo. Ankaŭ rezulto de komparo (pli granda, egala, pli malgranda) de tempaj koordinatoj de du eventoj povas ŝanĝiĝi por rapide moviĝanta rigardanto. En la plej simpla varianto ĉi tio estas eksplikita en la speciala teorio de relativeco kaj priskribita per la lorenca transformo.

La koncepto de spactempo kombinas spacon kaj tempon en solan koordinatsistemon, tipe kun tri spacaj dimensioj: longo, larĝo, alto, kaj unu tempa dimensio. En spactempo, koordinata krado de la 3+1 dimensioj lokigas eventojn, anstataŭ nur punktoj en spaco, ĉar ankaŭ tempo estas konsiderata. Tiamaniere estas priskribite kie kaj kiam io estas. Malsimile al okazo de nur normalaj spacaj koordinatoj, estas limigoj por tio kiel mezuroj povas esti faritaj space kaj tempe. Ĉi tiuj limigoj estas priskribitaj proksimume en la lorenca sternaĵo, kiu malsamas de eŭklida spaco je siaj simetrioj. Tiel dimensioj estas de du specoj: spacaj - dudirektaj kaj tempaj direktaj. Nur tempo havas direkton.

La mondolinio de partiklo aŭ luma fotono estas la vojo de ĉi tiu partiklo aŭ fotono en la spactempo kaj prezentas historion de la partiklo aŭ fotono.

Ekzemple, mondolinio de la Tero estas prezentata en du spacaj dimensioj x kaj y (la ebeno de la tera orbito) kaj tempa dimensio perpendikulara al x kaj y. La orbito de la Tero estas elipso en nur spacaj koordinatoj, sed ĝia mondolinio estas helico (iom simila al ŝraŭbofadeno) en spactempo.

La samspecigo de spaco kaj tempo estas kutime farata per esprimado de distanco en mezurunuoj de tempo, do per dividado la distanco per la lumrapideco.

Estas proponoj de spactempaj teorioj kiuj inkluzivas aldonajn spacajn dimensiojn, kaj ekzistas ankaŭ iuj spekulativaj teorioj kiuj inkluzivas aldonajn tempajn dimensiojn kaj eĉ iuj inkluzivas dimensiojn kiu estas nek tempaj nek spacaj. Kvanto da dimensioj kiuj estas bezonataj por priskribi la realan universon estas ankoraŭ de malfermita demando. Spekulativaj teorioj kiel teorio de kordoj antaŭdiras 10 aŭ 26 dimensiojn (kun M-teorio antaŭdiranta 11 dimensiojn: 10 spacajn kaj 1 tempan), sed la ekzisto de pli ol kvar dimensioj devus nur fari diferencojn je la subatoma nivelo.