ทฤษฎีสัมพัทธภาพและปริภูมิ-เวลา

ทางลัด: ความแตกต่างความคล้ายคลึงกันค่าสัมประสิทธิ์การเปรียบเทียบ Jaccardการอ้างอิง

ความแตกต่างระหว่าง ทฤษฎีสัมพัทธภาพและปริภูมิ-เวลา

ทฤษฎีสัมพัทธภาพ vs. ปริภูมิ-เวลา

มมิติของความโค้งปริภูมิ-เวลาที่อธิบายในสัมพัทธภาพทั่วไป ทฤษฎีสัมพัทธภาพ ครอบคลุมสองทฤษฎีของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์คือ ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษและทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป มโนทัศน์ที่ทฤษฎีสัมพัทธภาพริเริ่มมีปริภูมิ-เวลาซึ่งเป็นเอนทิตีรวม (unified entity) ของปริภูมิและเวลา สัมพัทธภาพของความเป็นเวลาเดียวกัน (relativity of simultaneity) การเปลี่ยนขนาดของเวลาทางจลนศาสตร์และความโน้มถ่วง (kinematic and gravitational time dilation) และการหดตัวของความยาว (length contraction) ทฤษฎีสัมพัทธภาพเปลี่ยนแปลงฟิสิกส์ทฤษฎีและดาราศาสตร์ระหว่างคริสต์ศตวรรษที่ 20 เมื่อพิมพ์ครั้งแรก สัมพัทธภาพเข้าแทนที่ทฤษฎีกลศาสตร์อายุ 200 ปีที่ไอแซก นิวตันเป็นผู้ประดิษฐ์หลัก ในสาขาฟิสิกส์ สัมพัทธภาพพัฒนาวิทยาศาสตร์ของอนุภาคมูลฐานและอันตรกิริยามูลฐานของพวกมัน ร่วมกับการก้าวสู่ยุคนิวเคลียร์ ด้วยสัมพัทธภาพ จักรวาลวิทยาและฟิสิกส์ดาราศาสตร์ทำนายปรากฏการณ์ดาราศาสตร์พิเศษอย่างดาวนิวตรอน หลุมดำและคลื่นความโน้มถ่วง ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษและทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปเชื่อมโยงกัน ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษใช้กับปรากฏการณ์กายภาพทั้งหมดยกเว้นความโน้มถ่วง ทฤษฎีทั่วไปให้กฎความโน้มถ่วง และความสัมพันธ์กับแรงอื่นของธรรมชาต. ในวิชาฟิสิกส์ ปริภูมิ-เวลา หรือ กาล-อวกาศ (spacetime) เป็นแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ใด ๆ ที่รวมปริภูมิและเวลาเข้าด้วยกันเป็นความต่อเนื่องประสานเดียว ปริภูมิ-เวลาของเอกภพนั้นเดิมตีความจากมุมมองปริภูมิแบบยุคลิด (Euclidean space) ซึ่งถือว่าปริภูมิประกอบด้วยสามมิติ และเวลาประกอบด้วยหนึ่งมิติ คือ "มิติที่สี่" โดยการรวมปริภูมิและเวลาเข้าไปในแมนิโฟลด์ (manifold) เดียวที่เรียกกันว่า ปริภูมิแบบมินคอฟสกี (Minkowski space) นักฟิสิกส์ได้ทำให้ทฤษฎีทางฟิสิกส์จำนวนมากดูมีความเรียบง่ายขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ตลอดจนอธิบายการทำงานของเอกภพทั้งระดับใหญ่กว่าดาราจักรและเล็กกว่าอะตอมได้อย่างเป็นรูปแบบเดียวกันมากยิ่งขึ้น.

ฟิสิกส์ทฤษฎี

ฟิสิกส์ทฤษฎี คือ สาขาวิชาฟิสิกส์แขนงหนึ่งที่นำแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ ความคิดเชิงนามธรรมของวัตถุเชิงกายภาพและระบบต่าง ๆ ให้อยู่ในหลักการเหตุผล อธิบายและทำนายปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ ซึ่งแตกต่างจากฟิสิกส์ทดลองจากการใช้อุปกรณ์การทดลองที่จะตรวจหาปรากฏการณ์เหล่านี้ ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์มักจะมาจากอิทธิพลระหว่างการเรียนรู้จากการทดลองและทฤษฎีโดยปกติ แต่ฟิสิกส์ทฤษฎียึดติดกับความเคร่งครัดทางคณิตศาสตร์ ซึ่งได้ให้ความสำคัญกับการทดลองและการสังเกตค่อนข้างน้อยในบางกรณี อาทิ ในขณะที่พัฒนาทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ได้พิจารณาถึงการแปลงลอเรนซ์ซึ่งทำให้สมการของแมกซ์เวลล์ไม่เปลี่ยนแปลง แต่ไม่ได้สนใจถึงการทดลองของมิเชลสัน-มอร์ลีย์ที่ทำเกี่ยวกับอีเธอร์ที่มีผลต่อการเคลื่อนของโลก ในทางกลับกัน ไอน์สไตน์ได้รับรางวัลโนเบลสำหรับการอธิบายปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริกซึ่งไม่มีการอ้างอิงในเชิงทฤษฎีใด ๆ ทั้งสิ้น.

ทฤษฎีสัมพัทธภาพและฟิสิกส์ทฤษฎี · ปริภูมิ-เวลาและฟิสิกส์ทฤษฎี · ดูเพิ่มเติม »

กลศาสตร์ดั้งเดิม

กลศาสตร์ดั้งเดิม เป็นหนึ่งในสองวิชาที่สำคัญที่สุดของกลศาสตร์ (โดยอีกวิชาหนึ่ง คือ กลศาสตร์ควอนตัม) ซึ่งอธิบายถึงการเคลื่อนที่ของวัตถุต่าง ๆ ภายใต้อิทธิพลจากระบบของแรง โดยวิชานี้ถือเป็นวิชาที่ครอบคลุมในด้านวิทยาศาสตร์ วิศวกรรม และเทคโนโลยีมากที่สุดวิชาหนึ่ง อีกทั้งยังเป็นวิชาที่เก่าแก่ ซึ่งมีการศึกษาในการเคลื่อนที่ของวัตถุตั้งแต่สมัยโบราณ โดยกลศาสตร์ดั้งเดิมรู้จักในวงกว้างว่า กลศาสตร์นิวตัน ในทางฟิสิกส์ กลศาสตร์ดั้งเดิมอธิบายการเคลื่อนที่ของวัตถุขนาดใหญ่โดยแปลงการเคลื่อนที่ต่าง ๆ ให้กลายเป็นส่วนของเครื่องจักรกล เหมือนกันกับวัตถุทางดาราศาสตร์ อาทิ ยานอวกาศ ดาวเคราะห์ ดาวฤกษ์ และ ดาราจักร รวมถึงครอบคลุมไปยังทุกสถานะของสสาร ทั้งของแข็ง ของเหลว และแก๊ส โดยจะให้ผลลัพธ์ที่มีความแม่นยำสูง แต่เมื่อวัตถุมีขนาดเล็กหรือมีความเร็วที่สูงใกล้เคียงกับความเร็วแสง กลศาสตร์ดั้งเดิมจะมีความถูกต้องที่ต่ำลง ต้องใช้กลศาสตร์ควอนตัมในการศึกษาแทนกลศาสตร์ดั้งเดิมเพื่อให้มีความถูกต้องในการคำนวณสูงขึ้น โดยกลศาสตร์ควอนตัมจะเหมาะสมที่จะศึกษาการเคลื่อนที่ของวัตถุที่มีขนาดเล็กมาก ซึ่งได้ถูกปรับแต่งให้เข้ากับลักษณะของอะตอมในส่วนของความเป็นคลื่น-อนุภาคในอะตอมและโมเลกุล แต่เมื่อกลศาสตร์ทั้งสองไม่สามารถใช้ได้ จากกรณีที่วัตถุขนาดเล็กเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง ทฤษฎีสนามควอนตัมจึงเป็นตัวเลือกที่นำมาใช้ในการคำนวณแทนกลศาสตร์ทั้งสอง คำว่า กลศาสตร์ดั้งเดิม ได้ถูกใช้เป็นครั้งแรกในช่วงต้นคริสต์ศตวรรษที่ 20 เพื่อกล่าวถึงระบบทางฟิสิกส์ของไอแซก นิวตันและนักปรัชญาธรรมชาติคนอื่นที่อยู่ร่วมสมัยในช่วงคริสต์ศตวรรษที่ 17 ประกอบกับทฤษฎีทางดาราศาสตร์ในช่วงแรกเริ่มของโยฮันเนส เคปเลอร์จากข้อมูลการสังเกตที่มีความแม่นยำสูงของไทโค บราเฮ และการศึกษาในการเคลื่อนที่ต่าง ๆ ที่อยู่บนโลกของกาลิเลโอ โดยมุมมองของฟิสิกส์ได้ถูกเปลี่ยนแปลงเรื่อยมาอย่างยาวนานก่อนที่จะมีทฤษฎีสัมพัทธภาพและกลศาสตร์ควอนตัม ซึ่งแต่เดิม ในบางแห่งทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์ไม่ถูกจัดอยู่ในกลศาสตร์ดั้งเดิม แต่อย่างไรก็ตามเมื่อเวลาผ่านไป หลายแห่งเริ่มจัดให้สัมพัทธภาพเป็นกลศาสตร์ดั้งเดิมในรูปแบบที่ถูกต้อง และถูกพัฒนามากที่สุด แต่เดิมนั้น การพัฒนาในส่วนของกลศาสตร์ดั้งเดิมมักจะกล่าวถึงกลศาสตร์นิวตัน ซึ่งมีการใช้หลักการทางฟิสิกส์ประกอบกับวิธีการทางคณิตศาสตร์โดยนิวตัน ไลบ์นิซ และบุคคลอื่นที่เกี่ยวข้อง และวิธีการปกติหลายอย่างได้ถูกพัฒนา นำมาสู่การกำหนดกลศาสตร์ครั้งใหม่ ไม่ว่าจะเป็น กลศาสตร์แบบลากรางจ์ และกลศาสตร์แฮมิลตัน ซึ่งสิ่งเหล่านี้ได้ถูกพัฒนาขึ้นเป็นอย่างมากในช่วงคริสต์ศตวรรษที่ 18 และ 19 อีกทั้งได้ขยายความรู้เป็นอย่างมากพร้อมกับกลศาสตร์นิวตันโดยเฉพาะอย่างยิ่งการนำกลศาสตร์เหล่านี้ไปใช้ในกลศาสตร์เชิงวิเคราะห์อีกด้วย ในกลศาสตร์ดั้งเดิม วัตถุที่อยู่ในโลกของความเป็นจริงจะถูกจำลองให้อยู่ในรูปของอนุภาคจุด (วัตถุที่ไม่มีการอ้างอิงถึงขนาด) โดยเคลื่อนที่ของอนุภาคจุดจะมีการกำหนดลักษณะเฉพาะของวัตถุ ได้แก่ ตำแหน่งของวัตถุ มวล และแรงที่กระทำต่อวัตถุ ซึ่งจะกำหนดไว้เป็นตัวเลขที่อาจมีหน่วยกำหนดไว้ และกล่าวถึงมาเป็นลำดับ เมื่อมองจากความเป็นจริง วัตถุต่าง ๆ ที่กลศาสตร์ดั้งเดิมกำหนดไว้ว่าวัตถุมีขนาดไม่เป็นศูนย์เสมอ (ซึ่งถ้าวัตถุที่มีขนาดเล็กมาก ๆ อย่างเช่น อิเล็กตรอน กลศาสตร์ควอนตัมจะอธิบายได้อย่างแม่นยำกว่ากลศาสตร์ดั้งเดิม) วัตถุที่มีขนาดไม่เป็นศูนย์จะมีความซับซ้อนในการศึกษามากกว่าอนุภาคจุดตามทฤษฎี เพราะวัตถุมีความอิสระของมันเอง (Degrees of freedom) อาทิ ลูกตะกร้อสามารถหมุนได้ขณะเคลื่อนที่หลังจากที่ถูกเดาะขึ้นไปบนอากาศ อย่างไรก็ตาม ผลลัพธ์ของอนุภาคจุดสามารถใช้ในการศึกษาจำพวกวัตถุทั่วไปได้โดยสมมุติว่าเป็นวัตถุนั้น หรือสร้างอนุภาคจุดสมมุติหลาย ๆ จุดขึ้นมา ดังเช่นจุดศูนย์กลางมวลของวัตถุที่แสดงเป็นอนุภาคจุด กลศาสตร์ดั้งเดิมใช้สามัญสำนึกเป็นแนวว่าสสารและแรงเกิดขึ้นและมีปฏิสัมพันธ์กันอย่างไร โดยตั้งสมมุติฐานว่าสสารและพลังงานมีความแน่นอน และมีคุณสมบัติที่รู้อยู่แล้ว ได้แก่ ตำแหน่งของวัตถุในปริภูมิ (Space) และความเร็วของวัตถุ อีกทั้งยังสามารถสมมุติว่ามีอิทธิพลโดยตรงกับสิ่งที่อยู่รอบวัตถุในขณะนั้นได้อีกด้วย (หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า Principle of locality).

กลศาสตร์ดั้งเดิมและทฤษฎีสัมพัทธภาพ · กลศาสตร์ดั้งเดิมและปริภูมิ-เวลา · ดูเพิ่มเติม »

ปริภูมิ

ปริภูมิ (space) คือส่วนที่ไร้ขอบเขต เป็นปริมาณสามมิติในวัตถุและเหตุการณ์ และมีตำแหน่งสัมพัทธ์และทิศทาง ปริภูมิในทางฟิสิกส์มักจะถูกพิจารณาในรูปแบบของสามมิติเชิงเส้น และนักฟิสิกส์ในปัจจุบันก็มักจะพิจารณาพร้อมกับเวลาในฐานะส่วนหนึ่งของสี่มิติต่อเนื่องหรือที่เรียกว่า ปริภูมิ-เวลา ปริภูมิในเชิงคณิตศาสตร์ที่มีจำนวนมิติและโครงสร้างที่ต่างกันสามารถตรวจสอบได้ แนวคิดของปริภูมิถูกพิจารณาว่าเป็นพื้นฐานที่สำคัญเพื่อการทำความเข้าใจในจักรวาล ถึงแม้ว่าปริภูมิจะเป็นที่ถกเถียงกันในหมู่นักปรัชญาถึงความมีตัวตนของปริภูมิ ความสัมพันธ์ของการมีตัวตนหรือความเป็นส่วนหนึ่งของกรอบความ.

ทฤษฎีสัมพัทธภาพและปริภูมิ · ปริภูมิและปริภูมิ-เวลา · ดูเพิ่มเติม »

ปริภูมิสามมิติ

ระบบพิกัดคาร์ทีเซียน 3 มิติ แบบมือขวา ปริภูมิสามมิติ (3D space) หรือเรียกโดยย่อว่า สามมิติ (3D) เป็นแบบจำลองทางเรขาคณิตของจักรวาลที่เราอยู่ โดยปกติในแต่ละมิติจะประกอบด้วย ความกว้าง ความยาว และความสูงหรือความลึก แม้ว่าในความเป็นจริงทิศทางสามทิศทางใดๆที่ตั้งฉากซึ่งกันและกันก็สามารถถูกเรียกได้ว่าเป็นสามมิติ ในฟิสิกส์ อวกาศสามมิติสามารถมองขยายให้เป็นสี่มิติ ได้โดยการรวมมิติที่สี่ คือ เวลา เข้าไปด้วย เรียกว่า กาล-อวกาศ (space-time) หรือ Minkowski space (ดู ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป) หมวดหมู่:เรขาคณิตหลายมิติ หมวดหมู่:เรขาคณิตทรงตันแบบยุคลิด.

ทฤษฎีสัมพัทธภาพและปริภูมิสามมิติ · ปริภูมิ-เวลาและปริภูมิสามมิติ · ดูเพิ่มเติม »

เวลา

ำหรับนวนิยายซีไรต์ดูที่ เวลา (นวนิยาย) นาฬิกาพก เครื่องมือที่ใช้ในการรักษาเวลา เวลา ในมุมมองหนึ่งกล่าวว่า เวลาเป็นองค์ประกอบพื้นฐานหนึ่งของจักรวาล ให้เหตุการณ์ต่าง ๆ ดำเนินอยู่ในนั้น ซึ่งเป็นแนวคิดของไอแซก นิวตัน อีกมุมมองหนึ่งกล่าวว่า เวลาเป็นสิ่งสมมุติเช่นเดียวกับพื้นที่ (สเปซ) และตัวเลข มีเหตุการณ์ต่าง ๆ เกิดขึ้นเป็นลำดับ แต่ไม่ได้หมายความว่าเวลากับเหตุการณ์เหล่านั้นจะรวมอยู่ด้วยกัน ซึ่งเป็นแนวคิดของอิมมานูเอล คานต์ และกอตฟรีด ไลบ์นิซ บางที มุมมองทั้งสองเกี่ยวกับเวลาก็ยังน่าสับสนอยู่ จึงมีการนิยามโดยการปฏิบัติ ความหมายของการดำเนินงาน หรือ(operational definition) ซึ่งมักใช้การเคลื่อนที่หรือการเปลี่ยนแปลงแบบเป็นคาบของวัตถุเป็นตัววัดเวลา เช่น ดิถี (ข้างขึ้นข้างแรม) ของดวงจันทร์ การแกว่งของลูกตุ้ม การขึ้นและตกของดวงอาทิตย์ เวลา เป็นสาขาหนึ่งของวิทยาศาสตร์ ปรัชญา และศิลปศาสตร์ แต่ละสาขาก็มีมุมมองต่าง ๆ กันไป เช่น ในวิชาเศรษฐศาสตร์ อาจมองว่า "เวลาเป็นเงินทอง" ("Time is money.") เป็นต้น.

ทฤษฎีสัมพัทธภาพและเวลา · ปริภูมิ-เวลาและเวลา · ดูเพิ่มเติม »