Prostor je: ono gde se nešto dešava.
Vreme je: ono kada se nešto dešava.
Možemo izmeriti gde se nešto nalazi
i kada se nešto dešava,
ali u modernoj fizici
vidimo da su "kada" i "gde"
u stvari delovi jednog istog pitanja.
Jer kad se radi o razumevanju svemira,
treba da zamenimo trodimenzionalni prostor plus vreme
jednim pojmom:
četvorodimenzionalnim prostorvremenom.
Istražićemo i objasniti prostorvreme
u ovom nizu animacija.
Animacija?
Da.
Pa, nismo baš animirani, zar ne?
Naravno da jesmo. Vidi, mogu da odem odavde dovde.
Kako si stigao odavde do tamo?
Koliko brzo si išao?
Jesi li trčao? Hodao?
Jesi li uopšte išao pravolinijski?
Da bih na to odgovorio, moramo da napravimo našu animiranu fiziku
da izgleda više kao prava fizika.
Trebaće vam više sličica.
Još sličica molim!
Dobro. Na svakoj sličici, Endru je na malo drugačijem mestu.
Tako da ja vidim da svaka pokazuje
gde je Endru u različitom trenutku.
To je odlično. Ali, bilo bi lakše videti šta se dešava
kad bismo isekli
sve te stotine sličica i složili ih
kao kineograf.
Tako, a sada da ga izlistamo
da bismo videli sličice jednu za drugom
kako prolaze, 24 u sekundi.
Vidite! Rekao sam vam da je to animacija.
Sada možete da me vidite kako hodam.
Crtanje svih ovih sličica i njihovo slaganje u kineograf
samo je jedan način prikazivanja toga kako se krećem.
Tako animacije, ili čak i filmovi, funkcionišu.
Kako vidimo, brzinom kojom ja hodam,
potrebno je dve sekunde da prođem svaki stubić ograde,
a razmak između njih je 4 metra.
Tako da možemo izračunati da je moja brzina -
koliko brzo se krećem kroz prostor -
dva metra u sekundi.
Ali do toga sam mogao da dođem pomoću sličica
bez njihovog listanja.
Gledajući kineograf odozgo
možete videti sve primerke stubića
i sve primerke Endrua,
a on je na svakom od njih na malo drugačijem mestu.
Možemo predvideti sve što će se desiti Endruu
ako okrećemo 24 stranice svake sekunde,
uključujući i njegovu brzinu kretanja,
samo posmatranjem.
Ne moramo uopšte da okrećemo strane.
Pogled odozgo na ovaj kineograf
je poznat kao prostorvremenski dijagram
Endruovog putovanja kroz, pogodili ste,
prostor i vreme.
Liniju koja predstavlja Endruov put nazivamo
njegovom svetskom linijom.
Ako trčim umesto da hodam,
možda ću prolaziti pored stubića za 1 sekundu.
On nije baš sportski tip.
Svejedno, ako posmatramo odozgo ovaj novi kineograf,
možemo da uradimo istu analizu kao malopre.
Svetska linija Endrua koji džogira
je nakrivljenija
nego svetska linija Endrua kad hoda.
Možemo da vidimo da se kreće dvaput brže
bez listanja sličica.
Ali evo domišljatog dela.
U fizici je uvek dobro pogledati stvari iz drugih perspektiva.
Ipak, fizički zakoni
treba da budu isti za svakoga
ili ih niko neće poštovati.
Da razmotrimo onda ponovo naš crtać
i stavimo kameru da prati Endrua kako džogira
dok prolazi stubiće ograde.
Gedajući ga još uvek kao kineograf,
ne moramo ništa ponovo da crtamo.
Samo malo pomerimo sve sličice zajedno
dok Endruova iskošena svetska linija
ne postane potpuno vertikalna.
Da bismo videli zašto, hajde da izlistamo.
Da, sad sam u jednom mestu, samo trčim na tački
u centru sličice.
Gledajući kineograf odozgo,
moja svetska linija je išla pravo nagore.
Stubići prolaze pored mene.
Sada su njihove svetske linije iskošene.
Ovo preuređivanje sličica je poznato kao
Galilejeva transformacija
i dopušta nam da analiziramo fiziku iz tuđe perspektive.
U ovom slučaju - moje.
Uvek je dobro videti stvari iz perspektive drugih,
naročito kad se posmatrači kreću
različitim brzinama.
Sve dok brzine ne postanu suviše velike.
Ako ste kosmički zrak koji se kreće brzinom svetlosti,
naš kineograf vaše tačke posmatranja se raspada.
Da bismo to sprečili,
moramo da slepimo sličice.
Umesto hrpe odvojenih sličica,
trebaće nam homogen blok prostorvremena,
do čega ćemo doći u sledećoj animaciji.