Time in physics
طبیعیات میں وقت کی تعریف اس کی پیمائش سے کی جاتی ہے: وقت وہ ہے جو گھڑی پڑھتی ہے۔ کلاسیکی، غیر رشتہ دار طبیعیات میں، یہ ایک اسکیلر مقدار ہے (اکثر علامت سے ظاہر ہوتی ہے) اور، لمبائی، کمیت اور چارج کی طرح، عام طور پر ایک بنیادی مقدار کے طور پر بیان کی جاتی ہے۔ حرکت، حرکی توانائی اور وقت پر منحصر شعبوں جیسے دیگر تصورات حاصل کرنے کے لیے وقت کو ریاضیاتی طور پر دیگر جسمانی مقداروں کے ساتھ جوڑا جا سکتا ہے۔ ٹائم کیپنگ تکنیکی اور سائنسی مسائل کا ایک پیچیدہ حصہ ہے، اور ریکارڈ کیپنگ کی بنیاد کا حصہ ہے۔ وقت کے نشانات اس سے پہلے کہ گھڑیاں موجود ہوں، وقت کی پیمائش ان جسمانی عملوں سے کی جاتی تھی جو تہذیب کے ہر دور کے لیے قابل فہم تھے: ہر سال دریائے نیل کے سیلاب کو نشان زد کرنے کے لیے سیریس کا پہلا ظہور (دیکھیں: ہیلیکال رائزنگ) رات اور دن کا وقتا فوقتا تسلسل، بظاہر سورج کی پہلی ظاہری شکل کے افق پر آسمان میں سورج کی پوزیشن دن کے دوران دوپہر کے وقت کے لمحے کی نشاندہی ایک گنومون کے ذریعے ڈالے گئے سائے کی لمبائی بالآخر، آپریشنل تعریفوں کا استعمال کرتے ہوئے آلات کے ساتھ وقت کے گزرنے کی خصوصیت کرنا ممکن ہو گیا۔ اس کے ساتھ ساتھ، وقت کے بارے میں ہمارا تصور تیار ہوا ہے، جیسا کہ ذیل میں دکھایا گیا ہے۔ وقت کی پیمائش کی اکائی: دوسرا بین الاقوامی نظام اکائیوں (ایس آئی) میں، وقت کی اکائی دوسرا ہے (علامت:)۔ یہ ایک ایس آئی بیس یونٹ ہے، اور 1967 سے اس کی تعریف "سیزیم 133 ایٹم کی زمینی حالت کی دو ہائپر فائن سطحوں کے درمیان منتقلی کے مطابق تابکاری کے [چکروں] کی مدت" کے طور پر کی گئی ہے۔ یہ تعریف سیزیم جوہری گھڑی کے عمل پر مبنی ہے۔ یہ گھڑیاں تقریبا 1955 کے بعد بنیادی حوالہ معیار کے طور پر استعمال کے لیے عملی ہو گئیں، اور تب سے استعمال میں ہیں۔ ٹائم کیپنگ میں اسٹیٹ آف دی آرٹ دنیا بھر میں استعمال ہونے والا یو ٹی سی ٹائم اسٹیمپ ایک جوہری وقت کا معیار ہے۔ اس طرح کے وقت کے معیار کی نسبتا درستگی فی الحال 10−15 کی ترتیب پر ہے (تقریبا 30 ملین سالوں میں 1 سیکنڈ کے مطابق)۔ نظریاتی طور پر قابل مشاہدہ سمجھا جانے والا سب سے چھوٹا وقت مرحلہ پلانک ٹائم کہلاتا ہے، جو تقریبا 5.391 ×10−44 سیکنڈ ہے-موجودہ وقت کے معیارات کے ریزولوشن سے کم شدت کے بہت سے آرڈر۔ سیزیم جوہری گھڑی 1950 کے بعد عملی ہو گئی، جب الیکٹرانکس میں ہونے والی پیشرفت نے اس سے پیدا ہونے والی مائکروویو تعدد کی قابل اعتماد پیمائش کو قابل بنایا۔ جیسے جیسے مزید پیش رفت ہوئی، جوہری گھڑی کی تحقیق ہمیشہ اعلی تعدد کی طرف بڑھی ہے، جو اعلی درستگی اور اعلی درستگی فراہم کر سکتی ہے۔ ان تکنیکوں پر مبنی گھڑیاں تیار کی گئی ہیں، لیکن ابھی تک بنیادی حوالہ معیار کے طور پر استعمال میں نہیں ہیں۔ وقت کے تصورات گیلیلیو، نیوٹن، اور 20 ویں صدی تک کے زیادہ تر لوگوں کا خیال تھا کہ وقت ہر جگہ سب کے لیے یکساں ہے۔ یہ ٹائم لائنز کی بنیاد ہے، جہاں وقت ایک پیرامیٹر ہے۔ وقت کی جدید تفہیم آئن سٹائن کے نظریہ اضافیت پر مبنی ہے، جس میں وقت کی شرحیں رشتہ دار حرکت کے لحاظ سے مختلف ہوتی ہیں، اور جگہ اور وقت کو خلائی وقت میں ضم کر دیا جاتا ہے، جہاں ہم ٹائم لائن کے بجائے عالمی لکیر پر رہتے ہیں۔ اس نقطہ نظر میں وقت ایک ہم آہنگی ہے۔ بگ بینگ تھیوری کے مروجہ کائناتی ماڈل کے مطابق، وقت خود تقریبا 13.8 ارب سال پہلے پوری کائنات کے حصے کے طور پر شروع ہوا تھا۔ فطرت میں باقاعدگی وقت کی پیمائش کرنے کے لیے، کوئی بھی کسی دورانیے کے رجحان کے واقعات (واقعات) کی تعداد کو ریکارڈ کر سکتا ہے۔ موسموں کی باقاعدہ تکرار، سورج، چاند اور ستاروں کی حرکات کو ہزاروں سالوں تک نوٹ کیا گیا اور ٹیبل کیا گیا، اس سے پہلے کہ طبیعیات کے قوانین وضع کیے جائیں۔ سورج وقت کے بہاؤ کا ثالث تھا، لیکن وقت ہزاروں سالوں سے صرف ایک گھنٹے کے لیے جانا جاتا تھا، اس لیے گنومون کا استعمال دنیا کے بیشتر حصوں، خاص طور پر یوریشیا، اور کم از کم جنوب مشرق کے جنگلات تک جانا جاتا تھا۔ خاص طور پر، مذہبی مقاصد کے لیے رکھی جانے والی فلکیاتی رصد گاہیں ستاروں اور یہاں تک کہ کچھ سیاروں کی باقاعدہ حرکتوں کا پتہ لگانے کے لیے کافی درست ہو گئیں۔ پہلے، وقت کا تعین پجاریوں کے ذریعہ ہاتھ سے کیا جاتا تھا، اور پھر تجارت کے لیے، چوکیداروں کے ساتھ وقت کو اپنے فرائض کے حصے کے طور پر نوٹ کرتے تھے۔ ایکونکس، سینڈ گلاس، اور پانی کی گھڑی کی ٹیبلیولیشن زیادہ سے زیادہ درست، اور آخر میں قابل اعتماد ہو گئی۔ سمندر میں جہازوں کے لیے، لڑکوں کو ریت کے شیشے موڑنے اور اوقات کو کال کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا تھا۔ مکینیکل گھڑیاں والنگ فورڈ کے رچرڈ (1292-1336)، سینٹ البنس ایبی کے ایبٹ، نے مشہور طور پر 1330 کے قریب فلکیاتی آرری کے طور پر ایک مکینیکل گھڑی بنائی۔ والنگ فورڈ کے رچرڈ کے وقت تک، ریچٹس اور گیئرز کے استعمال نے یورپ کے قصبوں کو اپنے اپنے شہر کی گھڑیوں پر وقت ظاہر کرنے کے لیے میکانزم بنانے کی اجازت دی۔ سائنسی انقلاب کے وقت تک، گھڑیاں اتنی چھوٹی ہو گئیں کہ خاندان ذاتی گھڑی، یا شاید جیب کی گھڑی بانٹ سکیں۔ شروع میں، صرف بادشاہ ہی ان کی استطاعت رکھتے تھے۔ 18 ویں اور 19 ویں صدی میں پنڈلم گھڑیاں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتی تھیں۔ عام استعمال میں ان کی جگہ کوارٹج اور ڈیجیٹل گھڑیاں لے لی گئی ہیں۔ جوہری گھڑیاں نظریاتی طور پر لاکھوں سالوں تک درست وقت رکھ سکتی ہیں۔ وہ معیارات اور سائنسی استعمال کے لیے موزوں ہیں۔ گیلیلیو: وقت کا بہاؤ 1583 میں، گیلیلیو گیلیلئی (1564-1642) نے دریافت کیا کہ لاکٹ کی ہارمونک حرکت کا ایک مستقل دورانیہ ہوتا ہے، جسے اس نے پیسہ کے گرجا گھر میں بڑے پیمانے پر ہارمونک حرکت میں ہلتے ہوئے چراغ کی حرکت کو اپنی نبض کے ساتھ ٹائمنگ کرکے سیکھا۔ اپنی ٹو نیو سائنسز (1638) میں، گیلیلیو نے پانی کی گھڑی کا استعمال کرتے ہوئے کانسی کی گیند کو جھکا ہوا طیارہ نیچے جانے والے فاصلے کو رول کرنے میں لگنے والے وقت کی پیمائش کی۔ یہ گھڑی یہ تھی: پانی کا ایک بڑا برتن ایک اونچی پوزیشن میں رکھا گیا تھا۔ اس برتن کے نچلے حصے میں چھوٹے قطر کا ایک پائپ سولڈر کیا گیا تھا جس سے پانی کا ایک پتلا جیٹ ملتا تھا، جسے ہم نے ہر نزول کے وقت ایک چھوٹے گلاس میں جمع کیا تھا، چاہے وہ چینل کی پوری لمبائی کے لیے ہو یا اس کی لمبائی کے ایک حصے کے لیے ؛ اس طرح جمع کیے گئے پانی کا وزن، ہر نزول کے بعد، بہت درست توازن پر کیا گیا تھا۔ ان وزنوں کے فرق اور تناسب نے ہمیں وقت کے فرق اور تناسب فراہم کیے، اور اس طرح کی درستگی کے ساتھ کہ اگرچہ آپریشن کو کئی بار دہرایا گیا تھا۔ وقت کے لفظی بہاؤ کی پیمائش کے لیے گیلیلیو کا تجرباتی سیٹ اپ، گیند کی حرکت کو بیان کرنے کے لیے، آئزک نیوٹن کے اپنے اصول میں بیان سے پہلے، "میں وقت، جگہ، جگہ اور حرکت کی وضاحت نہیں کرتا، جیسا کہ سب جانتے ہیں"۔ گیلیلین تبدیلیاں یہ فرض کرتی ہیں کہ تمام حوالہ فریموں کے لیے وقت ایک جیسا ہے۔ نیوٹن کی طبیعیات: لکیری وقت 1665 میں یا اس کے آس پاس، جب آئزک نیوٹن (1643-1727) نے کشش ثقل کے نیچے گرنے والی اشیاء کی حرکت اخذ کی، تو وقت کے علاج کی ریاضیاتی طبیعیات کے لیے پہلی واضح تشکیل شروع ہوئی: لکیری وقت، جسے عالمگیر گھڑی کے طور پر تصور کیا گیا۔ مطلق، سچا، اور ریاضیاتی وقت، اپنے آپ میں، اور اپنی نوعیت سے کسی بیرونی چیز کی پرواہ کیے بغیر یکساں طور پر بہتا ہے، اور دوسرے نام سے اسے دورانیہ کہا جاتا ہے: رشتہ دار، ظاہری، اور عام وقت، حرکت کے ذرائع سے مدت کی کوئی سمجھدار اور بیرونی (چاہے درست ہو یا غیر واضح) پیمائش ہے، جو عام طور پر حقیقی وقت کے بجائے استعمال ہوتی ہے۔ جیسے کہ ایک گھنٹہ، ایک دن، ایک مہینہ، ایک سال۔ گیلیلیو کی طرف سے بیان کردہ پانی کی گھڑی کا طریقہ کار تجربات کے دوران پانی کے لیمینر بہاؤ کو فراہم کرنے کے لیے تیار کیا گیا تھا، اس طرح تجربات کے دورانیے کے لیے پانی کا مستقل بہاؤ فراہم ہوتا ہے، اور نیوٹن کے دورانیے کو مجسم بناتا ہے۔ اس حصے میں، ذیل میں درج تعلقات وقت کو ایک پیرامیٹر کے طور پر پیش کرتے ہیں جو زیر غور جسمانی نظام کے رویے کے اشاریہ کے طور پر کام کرتا ہے۔ چونکہ نیوٹن کے روانی وقت کے لکیری بہاؤ کا علاج کرتے ہیں (جسے وہ ریاضیاتی وقت کہتے ہیں)، وقت کو لکیری طور پر مختلف پیرامیٹر سمجھا جا سکتا ہے، جو گھڑی کے چہرے پر گھنٹوں کے مارچ کا خلاصہ ہے۔ اس کے بعد کیلنڈرز اور جہاز کے لاگ کو گھنٹوں، دنوں، مہینوں، سالوں اور صدیوں کے ساتھ نقشہ بنایا جا سکتا ہے۔ 1798 تک، بینجمن تھامسن (1753-1814) نے دریافت کیا تھا کہ کام کو بغیر کسی حد کے حرارت میں تبدیل کیا جا سکتا ہے-توانائی کے تحفظ کا پیش خیمہ یا تھرموڈینامکس کا پہلا قانون 1824 میں ساڈی کارنوٹ (1796-1832) نے سائنسی طور پر اپنے کارنوٹ سائیکل، ایک تجریدی انجن کے ساتھ بھاپ انجن کا تجزیہ کیا۔ روڈولف کلاسیئس (1822-1888) نے عوارض، یا اینٹروپی کی ایک پیمائش نوٹ کی، جو آزاد توانائی کی مسلسل کم ہوتی ہوئی مقدار کو متاثر کرتی ہے جو تھرموڈینامکس کے دوسرے قانون میں کارنوٹ انجن کے لیے دستیاب ہے۔ اس طرح کسی بھی درجہ حرارت پر تھرموڈینامک نظام کا کم سے زیادہ اینٹروپی کی طرف مسلسل حرکت، وقت کے تیر کی وضاحت کرتا ہے۔ خاص طور پر، اسٹیفن ہاکنگ وقت کے تین تیروں کی نشاندہی کرتے ہیں: وقت کا نفسیاتی تیر-ایک ناقابل تسخیر بہاؤ کے بارے میں ہمارا ادراک۔ وقت کا تھرموڈینامک تیر-جو اینٹروپی کی نشوونما سے ممتاز ہے۔ وقت کا کاسمولوجیکل تیر-کائنات کی توسیع سے ممتاز۔ وقت کے ساتھ، ایک الگ تھلگ تھرموڈینامک نظام میں اینٹروپی میں اضافہ ہوتا ہے۔ اس کے برعکس، ایرون شروڈنگر (1887-1961) نے نشاندہی کی کہ زندگی کا انحصار "منفی اینٹروپی کے بہاؤ" پر ہے۔ الیہ پریگوگین (1917-2003) نے کہا کہ دیگر تھرموڈینامک نظام جو زندگی کی طرح توازن سے بھی دور ہیں، وہ بھی مستحکم اسپاٹیو-عارضی ڈھانچے کی نمائش کر سکتے ہیں جو زندگی کی یاد دلاتے ہیں۔ اس کے فورا بعد، بیلوسوو-زابوتنسکی کے رد عمل کی اطلاع دی گئی، جو کیمیائی محلول میں جھولتے ہوئے رنگوں کا مظاہرہ کرتے ہیں۔ یہ غیر مستحکم تھرموڈینامک شاخیں ایک بفرکیشن پوائنٹ تک پہنچ جاتی ہیں، جو غیر مستحکم ہے، اور اس کی جگہ ایک اور تھرموڈینامک شاخ مستحکم ہو جاتی ہے۔ برقی مقناطیسیت اور روشنی کی رفتار 1864 میں جیمز کلرک میکسویل (1831-1879) نے بجلی اور مقناطیسیت کا مشترکہ نظریہ پیش کیا۔ اس نے ان دونوں رجحانات سے متعلق تمام قوانین کو چار مساوات میں جوڑ دیا۔ ان مساوات کو برقی مقناطیسیت کے لیے میکسویل کی مساوات کے نام سے جانا جاتا ہے۔ وہ برقی مقناطیسی لہروں کی شکل میں حل کی اجازت دیتے ہیں اور انہیں پیدا کرنے والے برقی چارج کی رفتار سے قطع نظر ایک مقررہ رفتار، c پر پھیلتے ہیں۔ یہ حقیقت کہ روشنی کے ہمیشہ c رفتار سے سفر کرنے کی پیش گوئی کی جاتی ہے، گیلیلین اضافیت کے ساتھ مطابقت نہیں رکھتی اگر میکسویل کی مساوات کو کسی بھی جمود فریم (مستقل رفتار کے ساتھ حوالہ فریم) میں برقرار رکھا جائے، کیونکہ گیلیلین تبدیلیاں روشنی کے متوازی (یا مخالف متوازی) سفر کرنے والے مبصر کے حوالہ فریم میں رفتار میں کمی (یا اضافے) کی پیش گوئی کرتی ہیں۔ یہ توقع کی جاتی تھی کہ ایک مطلق حوالہ فریم موجود تھا، وہ برائٹ ایتھر کا، جس میں میکسویل کی مساوات معروف شکل میں غیر تبدیل شدہ تھیں۔ مائیکلسن-مورلی کا تجربہ برائٹ ایتھر کے مقابلے میں زمین کی حرکت کی وجہ سے روشنی کی نسبت رفتار میں کسی فرق کا پتہ لگانے میں ناکام رہا، جس سے یہ پتہ چلتا ہے کہ میکسویل کی مساوات درحقیقت تمام فریموں میں برقرار ہیں۔ 1875 میں، ہینڈرک لورینٹز (1853-1928) نے لورینٹز تبدیلیوں کو دریافت کیا، جس نے میکسویل کی مساوات کو تبدیل نہیں کیا، جس سے مائیکلسن اور مورلی کے منفی نتائج کی وضاحت کی جا سکی۔ ہنری پوئن کیری (1854-1912) نے لورینٹز کی تبدیلی کی اہمیت کو نوٹ کیا اور اسے مقبول بنایا۔ خاص طور پر، ریلوے کار کی تفصیل سائنس اور مفروضے میں مل سکتی ہے، جو آئن سٹائن کے 1905 کے مضامین سے پہلے شائع ہوئی تھی۔ لورینٹز تبدیلی نے خلائی سنکچن اور وقت کے پھیلاؤ کی پیش گوئی کی۔ 1905 تک، سابقہ کی تشریح ایتھر کے حوالے سے حرکت کرنے والی اشیاء کے جسمانی سنکچن کے طور پر کی گئی تھی، جس کی وجہ بین سالماتی قوتوں (برقی نوعیت کی) میں ترمیم تھی، جبکہ مؤخر الذکر کو صرف ایک ریاضیاتی شرط سمجھا جاتا تھا۔ آئن سٹائن کی طبیعیات: خلائی وقت البرٹ آئن سٹائن کی 1905 کی خصوصی اضافیت نے مطلق وقت کے تصور کو چیلنج کیا، اور صرف ان گھڑیوں کے لیے ہم آہنگی کی تعریف وضع کر سکتی تھی جو وقت کے لکیری بہاؤ کو نشان زد کرتی ہیں: آئن سٹائن نے دکھایا کہ اگر حوالہ فریموں کے درمیان روشنی کی رفتار تبدیل نہیں ہو رہی ہے، تو خلا اور وقت اس طرح ہونا چاہیے کہ حرکت پذیر مبصر روشنی کی اسی رفتار کی پیمائش کرے جو کہ مستحکم ہے کیونکہ رفتار کی تعریف خلا اور وقت سے ہوتی ہے: جہاں r پوزیشن ہے اور t وقت ہے۔ درحقیقت، لورینٹز تبدیلی (رشتہ دار حرکت میں دو حوالہ فریموں کے لیے، جس کا x محور رشتہ دار رفتار کی سمت میں ہوتا ہے) کو خلا اور وقت کو اسی طرح "مکس" کہا جا سکتا ہے جس طرح z محور کے ارد گرد یوکلڈین گردش x اور y نقاط کو ملاتی ہے۔ اس کے نتائج میں ہم آہنگی کی اضافیت شامل ہے۔ مزید خاص طور پر، لورینٹز تبدیلی ایک ہائپربولک گردش ہے جو چار جہتی منکوسکی خلا میں نقاط کی تبدیلی ہے، جس کا ایک طول و عرض ct ہے۔ (یوکلڈین خلا میں ایک عام گردش نقاط کی متعلقہ تبدیلی ہے۔) روشنی c کی رفتار کو صرف ایک تبدیل کرنے والے عنصر کے طور پر دیکھا جا سکتا ہے جس کی ضرورت ہے کیونکہ ہم مختلف اکائیوں میں خلائی وقت کے طول و عرض کی پیمائش کرتے ہیں۔ چونکہ فی الحال میٹر کی تعریف دوسرے کے لحاظ سے کی گئی ہے، اس کی صحیح قیمت ہے۔ مثال کے طور پر، اگر ہم چوڑائی کو سمندری میل میں اور گہرائی کو فٹ میں ناپتے ہیں تو ہمیں یوکلڈین خلا میں اسی طرح کے عنصر کی ضرورت ہوگی۔ طبیعیات میں، بعض اوقات پیمائش کی اکائیاں جن میں c = 1 مساوات کو آسان بنانے کے لیے استعمال ہوتی ہیں۔ "حرکت پذیر" حوالہ فریم میں وقت کو "اسٹیشنری" کے مقابلے میں زیادہ آہستہ چلتے ہوئے دکھایا جاتا ہے جو کہ مندرجہ ذیل تعلق کے ذریعے ہوتا ہے (جو کہ لورینٹز کی تبدیلی کے ذریعے حاصل کیا جا سکتا ہے جو کہ αx′ = 0، ατ = αt′ ڈال کر کیا جاتا ہے): جہاں: ατ دو واقعات کے درمیان کا وقت ہے جیسا کہ حرکت پذیر حوالہ فریم میں ماپا جاتا ہے جس میں وہ ایک ہی جگہ پر واقع ہوتے ہیں (مثال کے طور پر۔ ایک حرکت پذیر گھڑی پر دو ٹک) ؛ اسے دونوں واقعات کے درمیان مناسب وقت کہا جاتا ہے۔ ان ہی دو واقعات کے درمیان کا وقت ہے، لیکن جیسا کہ اسٹیشنری ریفرنس فریم میں ماپا جاتا ہے۔ v اسٹیشنری کے مقابلے میں حرکت پذیر ریفرنس فریم کی رفتار ہے ؛ c روشنی کی رفتار ہے۔ اس لیے کہا جاتا ہے کہ حرکت پذیر اشیاء وقت کے سست گزرنے کو ظاہر کرتی ہیں۔ اسے ٹائم ڈائلشن کہا جاتا ہے۔ یہ تبدیلیاں صرف دو فریموں کے لیے مستقل رشتہ دار رفتار پر درست ہیں۔ بے وقوفانہ طور پر انہیں دوسرے حالات میں لاگو کرنے سے جڑواں تضادات جیسے تضادات پیدا ہوتے ہیں۔ اس تضاد کو مثال کے طور پر آئن سٹائن کے عمومی نظریہ اضافیت کا استعمال کرتے ہوئے حل کیا جا سکتا ہے، جو ریمینیائی جیومیٹری، جیومیٹری کو تیز، غیر جمود حوالہ فریموں میں استعمال کرتا ہے۔ میٹرک ٹینسر کا استعمال کرتے ہوئے جو منکوسکی کی جگہ کو بیان کرتا ہے: آئن سٹائن نے لورینٹز کی تبدیلی کا ایک ہندسی حل تیار کیا جو میکسویل کی مساوات کو محفوظ رکھتا ہے۔ اس کی فیلڈ مساوات خلائی وقت کے کسی دیئے گئے علاقے میں جگہ اور وقت کی پیمائش اور اس خطے کی توانائی کی کثافت کے درمیان ایک درست تعلق فراہم کرتی ہیں۔ آئن سٹائن کی مساوات پیش گوئی کرتی ہیں کہ وقت کو کشش ثقل کے میدانوں کی موجودگی سے تبدیل کیا جانا چاہیے (شوارزچلڈ میٹرک دیکھیں): کہاں: کے فاصلے پر کسی شے کا کشش ثقل کا وقت پھیلاؤ ہے۔ ہم آہنگی کے وقت میں تبدیلی، یا ہم آہنگی کے وقت کا وقفہ ہے۔ کشش ثقل کا مستقل وہ کمیت ہے جو میدان کو پیدا کرتی ہے مناسب وقت میں تبدیلی، یا مناسب وقت کا وقفہ ہے۔ یا کوئی مندرجہ ذیل آسان تخمینہ استعمال کر سکتا ہے: یعنی، کشش ثقل کا میدان جتنا مضبوط ہوگا (اور، اس طرح، ایکسلریشن جتنا بڑا ہوگا)، وقت اتنا ہی آہستہ چلتا ہے۔ وقت کے پھیلاؤ کی پیش گوئیوں کی تصدیق ذرہ ایکسلریشن تجربات اور کائناتی شعاعوں کے شواہد سے ہوتی ہے، جہاں حرکت پذیر ذرات اپنے کم توانائی والے ہم منصبوں کے مقابلے میں زیادہ آہستہ آہستہ ختم ہوتے ہیں۔ کشش ثقل کا وقت پھیلاؤ کشش ثقل کی سرخ شفٹ کے رجحان کو جنم دیتا ہے اور شاپیرو سگنل سورج جیسی بڑی اشیاء کے قریب سفر کے وقت میں تاخیر کرتا ہے۔ گلوبل پوزیشننگ سسٹم کو بھی اس اثر کے حساب سے سگنلز کو ایڈجسٹ کرنا چاہیے۔ آئن سٹائن کے عمومی نظریہ اضافیت کے مطابق، آزادانہ طور پر حرکت کرنے والا ذرہ خلائی وقت میں ایک تاریخ کا سراغ لگاتا ہے جو اپنے مناسب وقت کو زیادہ سے زیادہ کرتا ہے۔ اس رجحان کو زیادہ سے زیادہ عمر بڑھنے کا اصول بھی کہا جاتا ہے، اور ٹیلر اور وہیلر نے اسے اس طرح بیان کیا: "انتہائی عمر بڑھنے کا اصول: خلائی وقت میں دو واقعات کے درمیان ایک آزاد شے جو راستہ اختیار کرتی ہے وہ وہ راستہ ہے جس کے لیے ان واقعات کے درمیان وقت کا وقفہ، جو شے کی کلائی گھڑی پر درج ہے، ایک انتہا ہے۔" آئن سٹائن کا نظریہ اس مفروضے سے متاثر تھا کہ کائنات کے ہر نقطہ کو 'مرکز' کے طور پر سمجھا جا سکتا ہے، اور اسی کے مطابق، طبیعیات کو تمام حوالہ فریموں میں یکساں طور پر کام کرنا چاہیے۔ ان کا سادہ اور خوبصورت نظریہ ظاہر کرتا ہے کہ وقت ایک جمود فریم سے متعلق ہے۔ ایک انٹریئل فریم میں، نیوٹن کا پہلا قانون مانتا ہے ؛ اس کی اپنی مقامی جیومیٹری ہوتی ہے، اور اس لیے جگہ اور وقت کی اپنی پیمائش ہوتی ہے ؛ کوئی 'یونیورسل کلاک' نہیں ہے۔ کم از کم دو نظاموں کے درمیان ہم آہنگی کا عمل انجام دیا جانا چاہیے۔ کوانٹم میکانکس میں وقت کوانٹم میکانکس کی مساوات میں وقت کا ایک پیمانہ ہے۔ شروڈنگر مساوات ایک حل ہو سکتا ہے۔ جہاں وقت ارتقاء آپریٹر کہا جاتا ہے، اور H ہیملٹنین ہے۔ لیکن اوپر دکھائی گئی شروڈنگر تصویر ہائزن برگ تصویر کے مساوی ہے، جو کلاسیکی میکانکس کے پوسن بریکٹ سے مماثلت رکھتی ہے۔ پوئسون بریکٹوں کی جگہ ایک غیر صفر کمیوٹیٹر لے لیتا ہے، جیسے [H, A] قابل مشاہدہ A کے لیے، اور ہیملٹنین H: یہ مساوات کوانٹم فزکس میں غیر یقینی تعلقات کی نشاندہی کرتی ہے۔ مثال کے طور پر، وقت کے ساتھ (قابل مشاہدہ A)، توانائی E (ہیملٹنین H سے) دیتی ہے: جہاں توانائی میں غیر یقینی صورتحال ہے، وقت میں غیر یقینی صورتحال پلانک کا مستقل ہے۔ زیادہ واضح طور پر ایک واقعہ کی ترتیب کی مدت کی پیمائش کرتا ہے، اس ترتیب سے وابستہ توانائی کی پیمائش اتنی ہی کم درست طریقے سے کی جا سکتی ہے، اور اس کے برعکس۔ یہ مساوات معیاری غیر یقینی اصول سے مختلف ہے، کیونکہ کوانٹم میکانکس میں وقت آپریٹر نہیں ہے۔ متعلقہ کمیونیٹر تعلقات بھی مومنٹم p اور پوزیشن q کے لیے ہوتے ہیں، جو ایک دوسرے کے کنجوگیٹ متغیر ہوتے ہیں، اس کے ساتھ ساتھ مومنٹم اور پوزیشن میں متعلقہ غیر یقینی اصول کے ساتھ، جو اوپر کی توانائی اور وقت کے تعلق سے ملتا جلتا ہے۔ کوانٹم میکانکس عناصر کی پیریڈک ٹیبل کی خصوصیات کی وضاحت کرتا ہے۔ مقناطیسی میدان میں سالماتی بیموں کے ساتھ اوٹو سٹرن اور والٹر گیرلاچ کے تجربے سے شروع کرتے ہوئے، آئسیڈور ربی (1898-1988)، بیم کی مقناطیسی گونج کو تبدیل کرنے میں کامیاب رہا۔ 1945 میں ربی نے تجویز پیش کی کہ یہ تکنیک جوہری بیم کی گونج تعدد کا استعمال کرتے ہوئے گھڑی کی بنیاد بنے۔ 2021 میں کولوراڈو کے بولڈر میں جے آئی ایل اے کے جون یی نے اسٹرونشیم ایٹموں کے بادل کے اوپری حصے میں آپٹیکل لیٹیس کلاک ٹک کی شرح میں فرق میں وقت کے پھیلاؤ کا مشاہدہ کیا، اس بادل کے نچلے حصے کے مقابلے میں، کشش ثقل کے زیر اثر ایک ملی میٹر لمبا کالم۔ متحرک نظام دیکھیں متحرک نظام اور افراتفری کا نظریہ، تحلیل کرنے والے ڈھانچے کوئی یہ کہہ سکتا ہے کہ وقت ایک متحرک نظام کا پیرامیٹرائزیشن ہے جو نظام کی جیومیٹری کو ظاہر کرنے اور اس پر کام کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ اس بات پر زور دیا گیا ہے کہ وقت افراتفری کا ایک مضمر نتیجہ ہے (یعنی۔ غیر لکیری/ناقابل واپسی): کسی نظام کی خصوصیت کا وقت، یا معلومات کی اینٹروپی کی پیداوار کی شرح۔ مینڈلبروٹ نے اپنی کتاب ملٹی فریکٹلز اینڈ 1/ایف شور میں اندرونی وقت کا تعارف کرایا ہے۔ ٹائم کرسٹل کھیمانی، موسنر اور سوندھی ٹائم کرسٹل کو "مستحکم، قدامت پسند، میکروسکوپک گھڑی" کے طور پر بیان کرتے ہیں۔ سگنلنگ سگنلنگ اوپر بیان کردہ برقی مقناطیسی لہروں کا ایک اطلاق ہے۔ عام طور پر، سگنل فریقین اور مقامات کے درمیان بات چیت کا حصہ ہوتا ہے۔ ایک مثال درخت سے بندھا ہوا پیلا ربن، یا چرچ کی گھنٹی بجنا ہو سکتا ہے۔ ایک سگنل گفتگو کا حصہ ہو سکتا ہے، جس میں ایک پروٹوکول شامل ہوتا ہے۔ ایک اور سگنل ٹاؤن کلاک یا ریلوے اسٹیشن پر آور ہینڈ کی پوزیشن ہو سکتا ہے۔ کوئی دلچسپی رکھنے والا فریق وقت جاننے کے لیے اس گھڑی کو دیکھنا چاہے گا۔ دیکھیں: ٹائم بال، ٹائم سگنل کی ابتدائی شکل۔ مبصرین کے طور پر ہم اب بھی مختلف جماعتوں اور مقامات کو اس وقت تک اشارہ دے سکتے ہیں جب تک کہ ہم ان کے ماضی کے ہلکے شنک کے اندر رہیں۔ لیکن ہم ان جماعتوں اور اپنے ماضی کے لائٹ کون سے باہر کی جگہوں سے سگنل وصول نہیں کر سکتے۔ برقی مقناطیسی لہر کے لیے مساوات کی تشکیل کے ساتھ ساتھ ٹیلی مواصلات کے میدان کی بنیاد رکھی جا سکتی ہے۔ 19 ویں صدی میں ٹیلی گرافی، برقی سرکٹس، کچھ پھیلے ہوئے براعظموں اور سمندروں میں، کوڈ منتقل کر سکتے تھے-سادہ نقطے، ڈیش اور خالی جگہیں۔ اس سے تکنیکی مسائل کا ایک سلسلہ سامنے آیا ہے ؛ دیکھیں: زمرہ: مطابقت پذیری۔ لیکن یہ کہنا محفوظ ہے کہ ہمارے سگنلنگ سسٹم کو صرف تقریبا ہم آہنگ کیا جا سکتا ہے، ایک پلیزیوکرونس حالت، جس سے جٹر کو ختم کرنے کی ضرورت ہے۔ اس نے کہا، جی پی ایس جیسی ٹیکنالوجیز کا استعمال کرتے ہوئے سسٹمز کو ہم آہنگ کیا جا سکتا ہے (انجینئرنگ کے تخمینے پر)۔ جی پی ایس سیٹلائٹس کو اپنے سرکٹری میں کشش ثقل اور دیگر رشتہ دار عوامل کے اثرات کا حساب دینا چاہیے۔ دیکھیں: سیلف کلاکنگ سگنل۔ ٹائم کیپنگ کے معیارات کے لیے ٹیکنالوجی اس وقت امریکہ میں بنیادی وقت کا معیار NIST-F1 ہے، جو ایک لیزر کولڈ CS فاؤنٹین ہے، جو امونیا پر مبنی جوہری گھڑی (1949) سے لے کر سیزیم پر مبنی NBS-1 (1952) سے لے کر NIST-7 (1993) تک وقت اور تعدد کے معیارات کے سلسلے میں تازہ ترین ہے۔ متعلقہ گھڑی کی غیر یقینی صورتحال 5 دہائیوں میں 10,000 نینو سیکنڈ فی دن سے کم ہو کر 0.0 نینو سیکنڈ فی دن رہ گئی۔ 2001 میں این آئی ایس ٹی-ایف 1 کے لیے گھڑی کی غیر یقینی صورتحال 0.1 نینو سیکنڈ/دن تھی۔ تعدد کے تیزی سے درست معیارات کی ترقی جاری ہے۔ اس وقت اور تعدد کے معیار میں، سیزیم ایٹموں کی آبادی کو ایک مائکروکلون کے درجہ حرارت پر لیزر سے ٹھنڈا کیا جاتا ہے۔ ایٹم چھ لیزر کی شکل میں ایک گیند میں جمع ہوتے ہیں، ہر مقامی طول و عرض کے لیے دو، عمودی (اوپر/نیچے)، افقی (بائیں/دائیں)، اور آگے/پیچھے۔ عمودی لیزر سیزیم کی گیند کو مائکروویو کیوٹی کے ذریعے دھکیلتے ہیں۔ جیسے ہی گیند کو ٹھنڈا کیا جاتا ہے، سیزیم کی آبادی اپنی زمینی حالت میں ٹھنڈی ہو جاتی ہے اور اپنی قدرتی تعدد پر روشنی خارج کرتی ہے، جو اوپر دی گئی سیکنڈ کی تعریف میں بیان کی گئی ہے۔ سیزیم کی آبادی سے ہونے والے اخراج میں گیارہ جسمانی اثرات کا حساب لگایا جاتا ہے، جن پر پھر NIST-F1 گھڑی میں قابو پایا جاتا ہے۔ ان نتائج کی اطلاع بی آئی پی ایم کو دی جاتی ہے۔ مزید برآں، ٹی اے آئی (بین الاقوامی جوہری وقت) کے لیے فریکوئنسی معیار کے طور پر بی آئی پی ایم کو ایک حوالہ ہائیڈروجن میجر کی بھی اطلاع دی جاتی ہے۔ وقت کی پیمائش کی نگرانی فرانس کے سیوریس میں واقع بی آئی پی ایم (بیورو انٹرنیشنل ڈیس پوائڈز ایٹ میسورز) کرتا ہے، جو دنیا بھر میں پیمائش کی یکسانیت اور یونٹس کے بین الاقوامی نظام (ایس آئی) میں ان کا پتہ لگانے کو یقینی بناتا ہے۔ بی آئی پی ایم میٹر کنونشن کے اختیار کے تحت کام کرتا ہے، جو 51 ممالک، کنونشن کے رکن ممالک کے درمیان ایک سفارتی معاہدہ ہے، مشاورتی کمیٹیوں کے ایک سلسلے کے ذریعے، جن کے اراکین متعلقہ قومی میٹرولوجی لیبارٹریز ہیں۔ کاسمولوجی میں وقت عمومی اضافیت کی مساوات غیر جامد کائنات کی پیش گوئی کرتی ہیں۔ تاہم، آئن سٹائن نے صرف ایک جامد کائنات کو قبول کیا، اور کائناتی مستقل کو شامل کرکے اس کی عکاسی کرنے کے لیے آئن سٹائن فیلڈ مساوات میں ترمیم کی، جسے بعد میں انہوں نے اپنی "سب سے بڑی غلطی" قرار دیا۔ لیکن 1927 میں جارجز لیماٹری (1894-1966) نے عمومی اضافیت کی بنیاد پر استدلال کیا کہ کائنات کی ابتدا ایک ابتدائی دھماکے سے ہوئی ہے۔ اس سال پانچویں سولوے کانفرنس میں، آئن سٹائن نے اسے "" ("آپ کا ریاضی درست ہے، لیکن آپ کی طبیعیات نفرت انگیز ہے") کہہ کر مسترد کر دیا۔ 1929 میں، ایڈون ہبل (1889-1953) نے پھیلتی ہوئی کائنات کی اپنی دریافت کا اعلان کیا۔ موجودہ عام طور پر قبول شدہ کاسمولوجیکل ماڈل، لیمبڈا-سی ڈی ایم ماڈل، میں ایک مثبت کاسمولوجیکل مستقل ہے اور اس طرح نہ صرف ایک پھیلتی ہوئی کائنات بلکہ ایک تیز رفتار پھیلتی ہوئی کائنات ہے۔ اگر کائنات پھیل رہی تھی تو یہ ماضی میں بہت چھوٹی اور اس وجہ سے زیادہ گرم اور گھنے رہی ہوگی۔ جارج گامو (1904-1968) نے قیاس کیا کہ عناصر کی پیریڈک ٹیبل میں عناصر کی کثرت کا حساب گرم گھنے کائنات میں جوہری رد عمل سے لگایا جا سکتا ہے۔ اس سے فریڈ ہوئل (1915-2001) نے اختلاف کیا، جس نے اسے بدنام کرنے کے لیے 'بگ بینگ' کی اصطلاح ایجاد کی۔ فرمی اور دیگر نے نوٹ کیا کہ یہ عمل صرف ہلکے عناصر کی تخلیق کے بعد رک جاتا، اور اس طرح بھاری عناصر کی کثرت کا سبب نہیں بنتا۔ گیمو کی پیش گوئی کائنات کے لیے ایک 5-10-kelwin بلیک باڈی تابکاری کا درجہ حرارت تھا، جب یہ توسیع کے دوران ٹھنڈا ہوا۔ اس کی تصدیق پینزیاس اور ولسن نے 1965 میں کی تھی۔ اس کے بعد کے تجربات 2.7 کیلون درجہ حرارت پر پہنچے، جو بگ بینگ کے بعد کائنات کی 13.8 بلین سال کی عمر کے مطابق ہے۔ اس ڈرامائی نتیجے نے مسائل کو جنم دیا ہے: بگ بینگ اور پلانک کے وقت کی انفرادیت کے درمیان کیا ہوا، جو بالآخر سب سے چھوٹا قابل مشاہدہ وقت ہے۔ خلائی فوم سے وقت کب الگ ہو سکتا ہے ؛ ٹوٹی ہوئی ہم آہنگی پر مبنی صرف اشارے ہیں (دیکھیں خود بخود ہم آہنگی توڑنا، بگ بینگ کی ٹائم لائن، اور مضامین: زمرہ: جسمانی کاسمولوجی)۔ عمومی اضافیت نے ہمیں بگ بینگ میں شروع ہونے والی پھیلتی ہوئی کائنات کے بارے میں ہمارا جدید تصور دیا۔ اضافیت اور کوانٹم تھیوری کا استعمال کرتے ہوئے ہم کائنات کی تاریخ کو تقریبا دوبارہ تشکیل دینے میں کامیاب ہوئے ہیں۔ ہمارے دور میں، جس کے دوران برقی مقناطیسی لہریں موصل یا چارج سے پریشان ہوئے بغیر پھیل سکتی ہیں، ہم ستاروں کو، ہم سے بہت دور، رات کے آسمان میں دیکھ سکتے ہیں۔ (اس دور سے پہلے، ایک وقت تھا، اس سے پہلے کہ کائنات بگ بینگ کے تقریبا 377,000 سال بعد الیکٹرانوں اور مرکزوں کے ایٹموں میں ضم ہونے کے لیے کافی ٹھنڈی ہو جائے، جس کے دوران ستاروں کی روشنی بڑے فاصلے پر نظر نہیں آتی۔) الیہ پریگوگین کا ریپرائز "وقت وجود سے پہلے" ہے۔ نیوٹن، آئن سٹائن اور کوانٹم فزکس کے نظریات کے برعکس، جو وقت کا ہم آہنگ نظریہ پیش کرتے ہیں (جیسا کہ اوپر بحث کی گئی ہے)، پریگوگین بتاتے ہیں کہ شماریاتی اور تھرموڈینامک طبیعیات ناقابل واپسی مظاہر کے ساتھ ساتھ وقت کے تیر اور بگ بینگ کی وضاحت کر سکتی ہے۔ یہ بھی دیکھیں رشتہ دار حرکیات: زمرہ: اکائیوں کے نظام فلکیات میں وقت حوالہ جات مزید پڑھنے کے لیے بورسٹین، ڈینیل جے، دریافت کنندگان۔ ونٹیج۔ 12 فروری 1985۔ ڈایٹر زح، ایچ۔ وقت کی سمت کی جسمانی بنیاد۔ سپرنگر۔ کوہن، تھامس ایس۔ سائنسی انقلابات کی ساخت۔ مینڈلبروٹ، بینوئٹ، ملٹی فریکٹلز اور 1/ایف شور۔ سپرنگر ورلاگ۔ فروری 1999۔ پریگوگین، الیا (1984)، آرڈر آؤٹ آف کیوس۔ سیرس، مشیل، اور دیگر، "سائنس، ثقافت، اور وقت پر گفتگو (ادب اور سائنس میں مطالعہ)"۔ مارچ، 1995۔ اسٹینجرز، اسابیل، اور الیا پریگوگین، تھیوری آؤٹ آف باؤنڈز۔ " یونیورسٹی آف مینیسوٹا پریس۔ نومبر 1997۔ بیرونی روابط طبیعیات کا فلسفہ ٹائم کیپنگ