Пространственно-временные диаграммы

Любое обсуждение в космологии требует тщательного рассмотрения того, что мы можем видеть и когда мы можем это видеть. Хорошим способом отслеживать такие вещи являются пространственно-временные диаграммы. Пространственно-временная диаграмма является ничем иным, кроме графика, показывающего положение объекта, как функцию времени. Стандартное соглашение предусматривает, что время движется на диаграмме вверх, поэтому низ диаграммы является прошлым,или более ранним временем, а верх - будущим, или более поздним временем. Точка на таком графике описывает как положение (горизонтальная или x координата), так и время (вертикальная или t координата). "Точка" на пространственно-временной диаграмме называется событием.

Пространственно-временая
диаграмма Земли, вращающейся вокруг Солнца

Приведенная выше картинка показывает пространственно-временную диаграмму Земли, движущейся вокруг Солнца. В этом рисунке перспектива используется, чтобы попытаться показать два пространственных измерения и ось времени на двумерном листе бумаги, но обычно мы будем просто показывать одну пространственную ось и не станем использовать перспективу.

Линия, представляющая расположение Земли, как функцию времени, называется мировой линией. Наклон мировой линии частицы показывает её скорость в системе координат диаграммы.

Частицы с различными
скоростями

Приведенная выше пространственно-временная диаграмма показывает частицы с различными скоростями.

Световые конусы

Из-за того, что в теории относительности скорость света является особой скоростью, пространственно-временные диаграммы часто изображают в единицах секунд и световых секунд, или лет и световых лет, таким образом, единичный наклон [угол в 45 градусов] соответствует скорости света. Набор всех мировых линий скорости света, проходящих через событие, определяет световые конусы данного события: световой конус прошлого и световой конус будущего. Пример световых конусов показан выше. Воображаемая сетовая картинка слева показывает световые конусы прошлого и будущего события, находящегося там, где пересекаются две мировые линии, в то время как схематичный рисунок справа легко использовать в более сложных диаграммах.

Назад в учебник космологии
..:: Перевел с английского В.Г. Мисовец

Hosted by uCoz