Ví dụ về không gian và thời gian có rất nhiều, cho thấy không gian và thời gian là hai mặt của cùng một đồng xu. Chúng không chỉ có thể thay thế cho nhau mà bạn không thể có cái này mà không có cái kia.
Tôi đoán ví dụ dễ hiểu nhất là sự khác biệt về thời gian giữa các vùng không gian rộng lớn. Bạn quan sát điều này hàng ngày cho dù bạn có biết hay không.
Khi bạn nhìn vào không gian, cho dù bạn đang xem mặt trời, mặt trăng, hành tinh hay các vì sao, bạn thực sự đang nhìn ngược lại thời gian.
Ví dụ, phải mất 8 phút ánh sáng từ mặt trời để đến trái đất, vì vậy khi bạn nhìn thấy mặt trời, bạn thực sự đang nhìn thấy nó như cách đây 8 phút.
Bây giờ hãy tưởng tượng một ngôi sao cách chúng ta 10 triệu năm ánh sáng. Khi bạn nhìn vào nó, bạn đang thấy nó giống như cách đây 10 triệu năm. Nó thậm chí có thể không tồn tại nữa.
Vì vậy, khi bạn nhìn xa hơn vào không gian, bạn đang nhìn xa hơn về thời gian.
Về mặt lý thuyết, chúng ta thậm chí có thể nhìn lại đủ xa để nhìn thấy vụ nổ lớn, tuy nhiên vì ánh sáng không thể tự do di chuyển cho đến khoảng 300.000 năm sau vụ nổ lớn, chúng ta bị chặn làm điều đó, như thể có một bức tường trong thời gian ngăn cách chúng ta vụ nổ lớn.
Sự giãn nở thời gian là hệ quả trực tiếp của tốc độ ánh sáng không đổi và tính tương đối của không gian và thời gian. Một vật chuyển động trong không gian càng nhanh thì vật chuyển động trong thời gian càng chậm và ngược lại.
Một lần nữa, cho dù bạn có biết hay không, bạn vẫn dựa vào sự tồn tại của thời gian giãn nở hàng ngày, đó là nếu bạn sử dụng điện thoại di động. Các vệ tinh GPS, cho phép điện thoại của bạn hoạt động bình thường, trải qua thời gian giãn nở, điều này phải được tính vào yếu tố để duy trì tốc độ thời gian giống như trên trái đất.
Các vệ tinh đang chuyển động với tốc độ cao, chúng trải qua thời gian chậm hơn, so với một người quan sát đang ở yên trên trái đất, do chuyển động này.
Tuy nhiên, lực hấp dẫn cũng gây ra sự giãn nở thời gian và vì chúng ở độ cao lớn hơn nhiều so với bề mặt trái đất nên chúng chịu ít lực hấp dẫn hơn.
Thời gian trôi nhanh hơn đối với các đối tượng cao hơn so với các đối tượng thấp hơn trong các trường. Vì vậy, thời gian của vệ tinh thực sự tăng tốc do điều này.
Nếu bạn tìm thấy sự khác biệt giữa thời gian giãn ra do chuyển động tương đối và do lực hấp dẫn, bạn sẽ thấy rằng chúng trải qua tốc độ thời gian nhanh hơn, khoảng 38 micro giây một ngày.
Điều này có vẻ không đáng kể, nhưng chúng cần một sự đồng bộ hóa rất chính xác để hoạt động và 38 micro giây mỗi ngày cộng lại. Vì vậy, điều này được tính vào đồng hồ trên vệ tinh.
Ví dụ về không gian và thời gian trong triết học
Triết học về không gian và thời gian là nhánh triết học liên quan đến các vấn đề xung quanh bản thể luận, nhận thức luận và đặc tính của không gian và thời gian.
Bản chất của không gian và thời gian đã là trọng tâm của cuộc tranh luận triết học kéo dài trong nhiều thế kỷ và đã truyền cảm hứng cho một số tương tác hấp dẫn giữa siêu hình học và vật lý học.
Không gian là gì cho ví dụ
Từ quan điểm của một Trái đất, không gian bên ngoài là một khu vực xảy ra khoảng 100 km (60 dặm) trên hành tinh, nơi không có không khí đáng kể để thở hoặc để phân tán ánh sáng. Trong khu vực đó, màu xanh lam nhường chỗ cho màu đen vì các phân tử oxy không đủ dồi dào để làm cho bầu trời có màu xanh lam.
Hơn nữa, không gian là chân không, có nghĩa là âm thanh không thể mang theo vì các phân tử không đủ gần nhau để truyền âm thanh giữa chúng. Tuy nhiên, điều đó không có nghĩa là không gian trống. Khí, bụi và các mảnh vật chất khác trôi nổi xung quanh các khu vực “trống trải hơn” của vũ trụ, trong khi các khu vực đông đúc hơn có thể là nơi chứa các hành tinh, ngôi sao và thiên hà.
Không ai biết chính xác không gian rộng lớn như thế nào. Khó khăn nảy sinh vì những gì chúng ta có thể nhìn thấy trong máy dò của mình. Chúng ta đo khoảng cách dài trong không gian tính bằng “năm ánh sáng”, đại diện cho khoảng cách mà ánh sáng di chuyển trong một năm (khoảng 5,8 nghìn tỷ dặm, hay 9,3 nghìn tỷ km).
Từ ánh sáng có thể nhìn thấy trong kính thiên văn của chúng ta, chúng ta đã lập biểu đồ các thiên hà vươn xa gần bằng Vụ nổ lớn, được cho là đã bắt đầu vũ trụ của chúng ta cách đây 13,7 tỷ năm. Điều này có nghĩa là chúng ta có thể “nhìn thấy” vào không gian ở khoảng cách gần 13,7 tỷ năm ánh sáng. Tuy nhiên, các nhà thiên văn học không chắc liệu vũ trụ của chúng ta có phải là vũ trụ duy nhất tồn tại hay không. Điều này có nghĩa là không gian có thể lớn hơn rất nhiều so với chúng ta.
Bản chất của không gian và thời gian
Thuyết tương đối rộng của Albert Einstein mô tả lực hấp dẫn là một thuộc tính hình học của không gian và thời gian. Một vật thể càng có khối lượng lớn thì sự biến dạng không thời gian của nó càng lớn và sự biến dạng đó được coi là lực hấp dẫn.
Không gian và thời gian là gì
Không-thời gian là một mô hình toán học kết hợp không gian và thời gian thành một ý tưởng duy nhất được gọi là một liên tục. Nhưng trong một vũ trụ tương đối tính, thời gian không thể tách rời khỏi ba chiều không gian. Điều này là do tốc độ quan sát được tại thời điểm đó phụ thuộc vào vận tốc của một vật thể so với người quan sát.
