Paras vastaus
Aikaa voidaan pitää ulottuvuutena, aivan kuten etäisyyksiä. Tällä tavalla universumimme on nelidimensionaalinen: kolme tilaa ja yksi aikaa. Ennen kuin Einstein tuli, ihmiset ajattelivat, että nämä mitat olivat kiinteät: kuka tahansa, joka katsoi jotain, mittaa samat etäisyydet, näkee samojen asioiden tapahtuvan samanaikaisesti.
Erityinen suhteellisuusteoria
Einstein tajusi, että tämä ei ole totta. Kaksi yhtä tarkkailijaa samanaikaisesti näyttävää tapahtumaa saattaa näyttää tapahtuvan eri aikoina toiselle tarkkailijalle: samanaikaisuus ei säily.
Hän tuli tämän ajatuksen kanssa katsomalla valoa ja ymmärtämällä, että valo kulkee aina samalla nopeudella riippumatta siitä, kuinka nopeasti matkustat. Vaikka jahtaat fotonia, se siirtyy aina poispäin sinulta samalla nopeudella ( c c) näkökulmastasi. Ainoa tapa saada tämä toimimaan on, jos ajan ja tilan välillä on yhteys. Emme voi enää pitää niitä erillisinä asioina; aika ja tila sekoittuvat toisiinsa -viitekehyksestäsi riippuen.
Tämä on miksi fyysikot puhuvat avaruudesta. Aivan kuten x-, y- ja z-suunnat riippuvat vain siitä, mihin laitat akselisi, joten ei ole järkevää harkita esim. x-suunta erillään y & z-suunnista, joten aikamittaa ei voida pitää erillään avaruusmittauksista, koska eri tarkkailijat asettavat akselinsa eri paikkoihin. Alla oleva kuva osoittaa tämän: vaikka yksi tarkkailija ajattelee, että z z on avaruussuunta ja ct ct on ajan suunta, toinen tarkkailija (joka liikkuu nopeasti ensimmäisen tarkkailijan suhteen) ajattelee, että se on sen sijaan [matematiikan käsittelyvirhe] ja [matematiikan käsittelyvirhe] ct.
Yleinen suhteellisuusteoria
Sitten Einstein meni askeleen pidemmälle. Hän tajusi, että ajan ja tilan tarkastelu yhdessä avaruusaikana antoi hänelle mahdollisuuden ajatella painovoimaa. Einstein kuvitteli, että avaruusaika taipuu ja vääntyy raskaiden esineiden avulla. , muu esine liikkuu aina suorilla viivoilla , mutta nämä viivat näyttävät meille kaarevilta, koska avaruus aika itsessään on taipunut. Esimerkiksi kuu näyttää liikkuvan kiertää maapallon ympäri, mutta avaruudessa se liikkuu suorassa linjassa. Nämä suorat viivat ovat kutsutaan geodeettiseksi.
Tämä näkyy alla olevassa kuvassa. Täällä maan massa taipuu avaruusaikaa ja kuu liikkuu geodeettista pitkin tässä taivutetussa tilassa, aivan kuten vesi pyörii tulpan ympärillä. On tärkeää ymmärtää, että tämä kuva on 3D-kuva, mutta aika-aika on itse asiassa 4D. Emme voi näyttää 4D-kuvia helposti, koska aivomme eivät ole rakennettu sitä varten, mutta onneksi matematiikka toimii hienosti neljällä ulottuvuudella.
Vastaus
Suhteellisuusteoria ennustaa, että aika kulkee hitaasti suurella nopeudella matkustavalla tai voimakkaalla painovoimakentällä.