पूर्ण स्थान और समय

निरपेक्ष स्थान और समय ब्रह्मांड के गुणों के बारे में भौतिकी और दर्शन में एक अवधारणा है। भौतिकी में, पूर्ण स्थान और समय एक पसंदीदा फ्रेम हो सकता है।

न्यूटन से पहले

निरपेक्ष स्थान की अवधारणा का एक संस्करण (पसंदीदा फ्रेम के अर्थ में) अरिस्टोटेलियन भौतिकी में देखा जा सकता है। रॉबर्ट एस वेस्टमैन लिखते हैं कि [[ कोपरनिकस ]] के डी रेवोल्यूशनिबस ऑर्बियम कोएलेस्टियम में पूर्ण स्थान का एक झोंका देखा जा सकता है, जहां कोपरनिकस सितारों के एक स्थिर क्षेत्र की अवधारणा का उपयोग करता है।

न्यूटन

मूल रूप से सर आइजैक न्यूटन द्वारा फिलॉसफी नेचुरलिस प्रिंसिपिया मैथमैटिका में पेश किया गया, निरपेक्ष समय और स्थान की अवधारणाओं ने एक सैद्धांतिक आधार प्रदान किया जिसने न्यूटनियन यांत्रिकी की सुविधा प्रदान की। न्यूटन के अनुसार, निरपेक्ष समय और स्थान क्रमशः वस्तुनिष्ठ वास्तविकता के स्वतंत्र पहलू हैं:

पूर्ण, सत्य और गणितीय समय, स्वयं का, और अपनी प्रकृति से समान रूप से बिना किसी बाहरी की परवाह किए प्रवाहित होता है, और दूसरे नाम से इसे अवधि कहा जाता है: सापेक्ष, स्पष्ट और सामान्य समय, कुछ समझदार और बाहरी है (चाहे सटीक या असमान) गति के माध्यम से अवधि का माप, जो आमतौर पर सही समय के बजाय उपयोग किया जाता है ...

न्यूटन के अनुसार, निरपेक्ष समय किसी भी बोधक से स्वतंत्र रूप से मौजूद है और पूरे ब्रह्मांड में एक समान गति से आगे बढ़ता है। सापेक्ष समय के विपरीत, न्यूटन का मानना ​​​​था कि निरपेक्ष समय अगोचर था और इसे केवल गणितीय रूप से समझा जा सकता था। न्यूटन के अनुसार, मनुष्य केवल सापेक्ष समय को समझने में सक्षम हैं, जो गति में बोधगम्य वस्तुओं (जैसे चंद्रमा या सूर्य) का माप है। इन आंदोलनों से, हम समय बीतने का अनुमान लगाते हैं।

Absolute space, in its own nature, without regard to anything external, remains always similar and immovable. Relative space is some movable dimension or measure of the absolute spaces; which our senses determine by its position to bodies: and which is vulgarly taken for immovable space ... Absolute motion is the translation of a body from one absolute place into another: and relative motion, the translation from one relative place into another ...

— Isaac Newton

इन धारणाओं का अर्थ है कि पूर्ण स्थान और समय भौतिक घटनाओं पर निर्भर नहीं करते हैं, बल्कि एक पृष्ठभूमि या मंच सेटिंग है जिसके भीतर भौतिक घटनाएं घटित होती हैं। इस प्रकार, प्रत्येक वस्तु में निरपेक्ष स्थान के सापेक्ष गति की एक निरपेक्ष अवस्था होती है, ताकि एक वस्तु या तो पूर्ण विराम (भौतिकी) की स्थिति में हो, या किसी निरपेक्ष गति से गतिमान हो। अपने विचारों का समर्थन करने के लिए, न्यूटन ने कुछ अनुभवजन्य उदाहरण प्रदान किए: न्यूटन के अनुसार, एक एकान्त घूमने वाले गोले का अनुमान लगाया जा सकता है कि वह अपने भूमध्य रेखा के उभार को देखकर निरपेक्ष स्थान के सापेक्ष अपनी धुरी पर घूम सकता है, और एक रस्सी से बंधे हुए गोले का एक अकेला जोड़ा कर सकता है। रस्सी में तनाव देखकर उनके गुरुत्वाकर्षण के केंद्र (बैरीसेंट्रिक निर्देशांक (खगोल विज्ञान) ) के बारे में पूर्ण रोटेशन में होने का अनुमान लगाया जा सकता है।

अलग विचार

एक अक्ष के चारों ओर परिक्रमा करते दो गोले। गोले इतने दूर हैं कि एक-दूसरे पर उनके प्रभाव को नज़रअंदाज़ किया जा सकता है, और उन्हें एक रस्सी द्वारा एक साथ रखा जाता है। यदि रस्सी तनाव में है, तो इसका कारण यह है कि पिंड घूर्णन क्षेत्रों के अनुसार निरपेक्ष स्थान के सापेक्ष घूम रहे हैं, या क्योंकि वे मैक के सिद्धांत के अनुसार स्वयं ब्रह्मांड के सापेक्ष घूमते हैं, या क्योंकि वे सामान्य सापेक्षता में स्थानीय जियोडेसिक्स के सापेक्ष घूमते हैं। सामान्य सापेक्षता।

ऐतिहासिक रूप से, निरपेक्ष स्थान और समय की अवधारणा पर अलग-अलग विचार रहे हैं। गॉटफ्राइड लाइबनिज़ो का मत था कि अंतरिक्ष का कोई मतलब नहीं है सिवाय निकायों के सापेक्ष स्थान के रूप में, और समय का कोई मतलब नहीं है सिवाय निकायों के सापेक्ष आंदोलन के रूप में। जॉर्ज बर्कले ने सुझाव दिया कि, संदर्भ के किसी भी बिंदु की कमी के कारण, अन्यथा खाली ब्रह्मांड में एक क्षेत्र को घूमने की कल्पना नहीं की जा सकती है, और एक दूसरे के सापेक्ष घूमने के लिए एक जोड़ी गोले की कल्पना की जा सकती है, लेकिन गुरुत्वाकर्षण के केंद्र के बारे में घूमने के लिए नहीं, एक उदाहरण बाद में अल्बर्ट आइंस्टीन ने अपने सामान्य सापेक्षता के विकास में उठाया।

इन आपत्तियों का एक और हालिया रूप अर्न्स्ट माचो द्वारा बनाया गया था। मैक के सिद्धांत का प्रस्ताव है कि यांत्रिकी पूरी तरह से निकायों की सापेक्ष गति के बारे में है और विशेष रूप से, द्रव्यमान ऐसी सापेक्ष गति की अभिव्यक्ति है। इसलिए, उदाहरण के लिए, ब्रह्मांड में किसी भी अन्य पिंड वाले एक कण का द्रव्यमान शून्य होगा। मच के अनुसार, न्यूटन के उदाहरण केवल गोले के सापेक्ष घूर्णन और ब्रह्मांड के थोक को दर्शाते हैं।

जब, तदनुसार, हम कहते हैं कि एक पिंड अंतरिक्ष में अपनी दिशा और वेग को अपरिवर्तित रखता है, तो हमारा दावा पूरे ब्रह्मांड के संक्षिप्त संदर्भ से कम या ज्यादा कुछ नहीं है।
—अर्नस्ट मच; जैसा कि इग्नाज़ियो सिउफ़ोलिनी और जॉन आर्चीबाल्ड व्हीलर द्वारा उद्धृत किया गया है: गुरुत्वाकर्षण और जड़ता, पी। 387

पूर्ण स्थान और समय का विरोध करने वाले इन विचारों को आधुनिक रुख से अंतरिक्ष और समय के लिए परिचालन परिभाषाओं को पेश करने के प्रयास के रूप में देखा जा सकता है, एक परिप्रेक्ष्य सापेक्षता के विशेष सिद्धांत में स्पष्ट किया गया है।

न्यूटोनियन यांत्रिकी के संदर्भ में भी, आधुनिक दृष्टिकोण यह है कि निरपेक्ष स्थान अनावश्यक है। इसके बजाय, संदर्भ के जड़त्वीय फ्रेम की धारणा को प्राथमिकता दी गई है, यानी पसंदीदा फ्रेम जो एक दूसरे के संबंध में समान रूप से चलते हैं। गैलीलियन इनवेरिएंस के अनुसार भौतिकी के नियम एक जड़त्वीय फ्रेम से दूसरे में बदल जाते हैं, जिससे निरपेक्ष स्थान पर निम्नलिखित आपत्तियां आती हैं, जैसा कि मिलुटिन ब्लागोजेविक द्वारा उल्लिखित है:

<ब्लॉकक्वॉट>

• निरपेक्ष स्थान का अस्तित्व शास्त्रीय यांत्रिकी के आंतरिक तर्क का खंडन करता है, क्योंकि गैलीलियन सापेक्षता के सिद्धांत के अनुसार, किसी भी जड़त्वीय फ्रेम को अलग नहीं किया जा सकता है।
• निरपेक्ष स्थान जड़त्वीय बलों की व्याख्या नहीं करता है क्योंकि वे किसी एक जड़त्वीय फ्रेम के संबंध में त्वरण से संबंधित हैं।
• निरपेक्ष स्थान भौतिक वस्तुओं पर त्वरण के लिए उनके प्रतिरोध को प्रेरित करके कार्य करता है लेकिन उस पर कार्य नहीं किया जा सकता है।

न्यूटन ने स्वयं जड़त्वीय फ्रेम की भूमिका को पहचाना। रेफरी नाम = प्रिंसिपिया> आइजैक न्यूटन: प्रिंसिपिया, कोरोलरी वी, पी। एंड्रयू मोट्टे अनुवाद में 88। प्रिंसिपिया को ऑनलाइन एंड्रयू मोट्टे ट्रांसलेशन</ref> पर देखें।

किसी दिए गए स्थान में शामिल पिंडों की गति आपस में समान होती है, चाहे वह स्थान विराम में हो या एक सीधी रेखा में समान रूप से आगे बढ़ता हो।

एक व्यावहारिक मामले के रूप में, जड़त्वीय फ्रेम को अक्सर निश्चित सितारों के संबंध में समान रूप से चलने वाले फ्रेम के रूप में लिया जाता है। रेफरी नाम = Moeller>C Møller (1976). सापेक्षता का सिद्धांत (Second ed.). Oxford UK: Oxford University Press. p. 1. ISBN 978-0-19-560539-6. OCLC 220221617.</ref> इस पर अधिक चर्चा के लिए संदर्भ का जड़त्वीय ढांचा देखें।

गणितीय परिभाषाएं

अंतरिक्ष, जैसा कि न्यूटनियन यांत्रिकी में समझा जाता है, त्रि-आयामी अंतरिक्ष है|तीन-आयामी और यूक्लिडियन अंतरिक्ष, एक निश्चित अभिविन्यास (वेक्टर अंतरिक्ष) के साथ। इसे ई निरूपित किया जाता है^{3</सुप>. यदि E . में कोई बिंदु O है3 निश्चित है और एक मूल (गणित) के रूप में परिभाषित किया गया है, E . में किसी भी बिंदु P की स्थिति3 अपने त्रिज्या वेक्टर द्वारा विशिष्ट रूप से निर्धारित किया जाता है $\mathbf {r} ={\vec {OP}}$ (इस सदिश का मूल बिंदु O से संपाती है और इसका अंत बिंदु P से संपाती है)। त्रिविमीय रैखिक सदिश समष्टि R3 सभी त्रिज्या सदिशों का एक समुच्चय (गणित) है। अंतरिक्ष आर3 एक अदिश उत्पाद ⟨ , से संपन्न है।}

समय एक अदिश (गणित) है जो सभी अंतरिक्ष में समान है E³ और इसे t के रूप में दर्शाया जाता है। क्रमित समुच्चय { t } को समय अक्ष कहा जाता है।

गति (पथ या प्रक्षेप पथ भी) एक फलन है (गणित) r : Δ → R³ वह मानचित्र (गणित) अंतराल में एक बिंदु (गणित) समय अक्ष से R में स्थिति (वेक्टर) (त्रिज्या वेक्टर) तक^{3</सुप>.}

उपरोक्त चार अवधारणाएं आइजैक न्यूटन द्वारा अपने फिलॉसफी नेचुरलिस प्रिंसिपिया मैथमैटिका में उल्लिखित प्रसिद्ध वस्तुएं हैं:

मैं समय, स्थान, स्थान और गति को परिभाषित नहीं करता, जैसा कि सभी जानते हैं।

विशेष सापेक्षता

विशेष सापेक्षता सिद्धांत के आगमन से पहले अंतरिक्ष और समय की अवधारणाएं भौतिक सिद्धांत में अलग थीं, जो दोनों को जोड़ती थी और दोनों को संदर्भ फ्रेम की गति पर निर्भर होने के लिए दिखाया गया था। आइंस्टीन के सिद्धांतों में, विशेष सापेक्षता में अंतरिक्ष समय और सामान्य सापेक्षता में घुमावदार स्पेसटाइम की धारणा से पूर्ण समय और स्थान के विचारों को हटा दिया गया था।

निरपेक्ष समकालिकता अंतरिक्ष में विभिन्न स्थानों पर समय में घटनाओं की सहमति को संदर्भित करता है जिस तरह से संदर्भ के सभी फ्रेम में सहमति व्यक्त की जाती है। सापेक्षता के सिद्धांत में निरपेक्ष समय की अवधारणा नहीं है क्योंकि एक साथ होने की सापेक्षता है। एक घटना जो संदर्भ के एक फ्रेम में किसी अन्य घटना के साथ होती है, उस घटना के अतीत या भविष्य में संदर्भ के एक अलग फ्रेम में हो सकती है, जो पूर्ण समरूपता को नकारता है।

आइंस्टीन

Main article: Einstein's views on the aether

अपने बाद के पत्रों से नीचे उद्धृत, आइंस्टीन ने अंतरिक्ष के गुणों के साथ चमकदार ईथर शब्द की पहचान की, एक ऐसी शब्दावली जिसका व्यापक रूप से उपयोग नहीं किया जाता है। आइंस्टीन ने कहा कि सामान्य सापेक्षता में ईथर अब निरपेक्ष नहीं है, क्योंकि सामान्य सापेक्षता में जियोडेसिक्स और इसलिए स्पेसटाइम की संरचना पदार्थ की उपस्थिति पर निर्भर करती है।

To deny the ether is ultimately to assume that empty space has no physical qualities whatever. The fundamental facts of mechanics do not harmonize with this view. For the mechanical behaviour of a corporeal system hovering freely in empty space depends not only on relative positions (distances) and relative velocities, but also on its state of rotation, which physically may be taken as a characteristic not appertaining to the system in itself. In order to be able to look upon the rotation of the system, at least formally, as something real, Newton objectivises space. Since he classes his absolute space together with real things, for him rotation relative to an absolute space is also something real. Newton might no less well have called his absolute space “Ether”; what is essential is merely that besides observable objects, another thing, which is not perceptible, must be looked upon as real, to enable acceleration or rotation to be looked upon as something real.

— Albert Einstein, Ether and the Theory of Relativity (1920)

Because it was no longer possible to speak, in any absolute sense, of simultaneous states at different locations in the aether, the aether became, as it were, four-dimensional, since there was no objective way of ordering its states by time alone. According to special relativity too, the aether was absolute, since its influence on inertia and the propagation of light was thought of as being itself independent of physical influence....The theory of relativity resolved this problem by establishing the behaviour of the electrically neutral point-mass by the law of the geodetic line, according to which inertial and gravitational effects are no longer considered as separate. In doing so, it attached characteristics to the aether which vary from point to point, determining the metric and the dynamic behaviour of material points, and determined, in their turn, by physical factors, namely the distribution of mass/energy. Thus the aether of general relativity differs from those of classical mechanics and special relativity in that it is not ‘absolute’ but determined, in its locally variable characteristics, by ponderable matter.

— Albert Einstein, Über den Äther (1924)

सामान्य सापेक्षता

विशेष सापेक्षता निरपेक्ष समय को समाप्त कर देती है (हालांकि गोडेल और अन्य लोगों को संदेह है कि निरपेक्ष समय सामान्य सापेक्षता के कुछ रूपों के लिए मान्य हो सकता है) और सामान्य सापेक्षता सामान्य सापेक्षता में जियोडेसिक्स की अवधारणा के माध्यम से निरपेक्ष स्थान और समय के भौतिक दायरे को और कम कर देती है। आकाशीय क्षेत्र के संबंध में पूर्ण स्थान प्रतीत होता है क्योंकि स्थानीय भूगर्भ विज्ञान अंततः इन सितारों से जानकारी प्रसारित करता है, लेकिन किसी भी प्रणाली के भौतिकी के संबंध में पूर्ण स्थान का आह्वान करना आवश्यक नहीं है, क्योंकि इसके स्थानीय भूगर्भ विज्ञान अपने अंतरिक्ष समय का वर्णन करने के लिए पर्याप्त हैं।

यह भी देखें

• Absolute rotation
• Absolute theory
• Apeiron
• Bucket argument
• Copernican principle
• Inertial frame of reference
• Luminiferous aether
• Mach's principle
• Philosophy of space and time
• Rotating spheres
• Time dilation
• Vacuum

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