World scientific research journal
https://scientific-jl.com/wsrj
Volume-40_Issue-2_June-2025
322
KOSMOSDA VAQT QANDAY O‘TADI? NISBIYLIK NAZARIYASINING
REAL HAYOTDAGI KO‘RINISHLARI
Nurmanova Asem User qizi
Toshkent viloyati Boʻstonliq tumani 1-son politexnikumi
umumtaʼlim fanlari kafedrasining fizika va astronomiya fani oʻqituvchisi
Annotatsiya:
Ushbu
maqolada
zamonaviy
fizikaning
eng
muhim
nazariyalaridan biri bo‘lgan nisbiylik nazariyasining asosiy tamoyillari va uning
kosmosdagi vaqt oqimiga ta’siri yoritilgan. Nisbiylik nazariyasiga ko‘ra, harakat va
tortishish kuchi vaqtning o‘tish tezligiga ta’sir qiladi. Maqolada vaqt kengayishi (time
dilation), Gravitatsion nisbiylik, xalqaro kosmik stansiyada vaqt o‘tishi va GPS
tizimidagi tuzatmalar kabi real hayotdagi holatlar tahlil qilinadi. Shuningdek, ushbu
ilmiy nazariyaning kundalik texnologiyalardagi qo‘llanilishi ham muhokama etiladi.
Kalit so‘zlar:
Nisbiylik nazariyasi, vaqt kengayishi, tortishish maydoni, kosmik
vaqt, Einstein, GPS, kosmonavtika, fazo va vaqt, ilmiy yondashuv.
Vaqt – inson tafakkuridagi eng murakkab tushunchalardan biridir. Klassik fizika
qonunlariga ko‘ra, vaqt butun koinotda bir xil o‘tadi deb qaralgan. Ammo Albert
Eynshteyn tomonidan ishlab chiqilgan nisbiylik nazariyasi bu tushunchani butunlay
o‘zgartirdi. Mazkur nazariyaga ko‘ra, vaqt va makon o‘zaro bog‘liq bo‘lib,
jismlarning harakat tezligi va ular joylashgan tortishish maydoniga qarab vaqtning
o‘tishi o‘zgarishi mumkin. Ushbu maqolada kosmosda vaqt qanday o‘tishini va bu
hodisaning real hayotdagi ko‘rinishlarini o‘rganamiz.
Kosmosda vaqt oqimi va Albert Eynshteynning nisbiylik nazariyasi (maxsus va
umumiy nisbiylik) haqida batafsil ma'lumot berish uchun avval nazariyaning asosiy
tushunchalarini, so'ngra kosmosda vaqt qanday o'tishi va uning real hayotdagi
ko'rinishlarini kengroq yoritaman. Ushbu javob o'zbek tilida, ilmiy, lekin tushunarli
tarzda taqdim etiladi.
Kosmosda vaqt oqimi: Nisbiylik nazariyasining asoslari
Nisbiylik nazariyasi vaqt va makonning mutlaq emas, balki nisbiy ekanligini
ko'rsatadi. Bu nazariya ikkiga bo'linadi: maxsus nisbiylik (1905) va umumiy nisbiylik
(1915). Har biri vaqt oqimiga o'ziga xos ta'sir ko'rsatadi.
Maxsus nisbiylik: Tezlik va vaqt kengayishi
Maxsus nisbiylik nazariyasi yorug'lik tezligiga yaqin harakatlanayotgan jismlar
uchun vaqtning sekinlashishini tasvirlaydi. Bu hodisa vaqt kengayishi (time dilation)
deb ataladi. Quyidagi asosiy g'oyalar mavjud:
- Yorug'lik tezligi (taxminan 300,000 km/s) barcha kuzatuvchilar uchun doimiy.
- Agar ob'ekt (masalan, kosmik kema) yorug'lik tezligiga yaqin harakatlansa,
uning ichidagi vaqt tashqi kuzatuvchiga nisbatan sekinroq o'tadi.
World scientific research journal
https://scientific-jl.com/wsrj
Volume-40_Issue-2_June-2025
323
- Bu effekt faqat yuqori tezliklarda (yorug'lik tezligining katta foizida) sezilarli
bo'ladi.
Misol: Agar kosmik kema yorug'lik tezligining 90% ida 5 yil sayohat qilsa, kema
ichidagi astronavt uchun 5 yil o'tadi, lekin Yerdagi kuzatuvchi uchun 11,5 yil o'tishi
mumkin. Bu effekt Lorents transformatsiyasi deb ataladi va quyidagi formula bilan
hisoblanadi:
Umumiy nisbiylik: Gravitatsiya va vaqt
Umumiy nisbiylik nazariyasi gravitatsiya makon-vaqtga ta'sir qilishini
ko'rsatadi. Gravitatsiya kuchi qanchalik kuchli bo'lsa, vaqt shunchalik sekin o'tadi. Bu
hodisa gravitatsion vaqt kengayishi deb ataladi.
- Masalan, qora tuynuk yoki massiv yulduz yaqinida vaqt juda sekinlashadi,
chunki gravitatsiya maydoni o'ta kuchli.
- Yerdagi gravitatsiyaga nisbatan kosmosda, masalan, Xalqaro kosmik
stansiyada (XKS), gravitatsiya kuchsizroq bo'lgani uchun vaqt biroz tezroq o'tadi.
Misol: Qora tuynuk yaqinida 1 soat o'tkazgan astronavt uchun Yerdagi
kuzatuvchilar uchun o'n yillar yoki hatto yuz yillar o'tishi mumkin. Bu effekt
Shvartschild radiusi yaqinida eng sezilarli bo'ladi.
Kosmosda vaqt oqimining xususiyatlari
Kosmosda vaqt oqimi quyidagi omillarga bog'liq:
Tezlik: Kosmik kema qanchalik tez harakatlansa, vaqt shunchalik sekinlashadi
(maxsus nisbiylik).
Gravitatsiya: Gravitatsiya maydoni qanchalik kuchli bo'lsa, vaqt shunchalik
sekin o'tadi (umumiy nisbiylik).
Makon-vaqtning egilishi: Umumiy nisbiylik makon-vaqtni "cho'ktiruvchi"
sifatida gravitatsiyani tasvirlaydi, bu esa vaqt oqimiga ta'sir qiladi.
Real misol: Xalqaro kosmik stansiyada (XKS) astronavtlar Yerdan 400 km
balandlikda, soatiga 28,000 km tezlikda harakatlanadi. Maxsus nisbiylik (tezlik
tufayli) va umumiy nisbiylik (gravitatsiya farqi tufayli) effektlari bir-biriga qarama-
World scientific research journal
https://scientific-jl.com/wsrj
Volume-40_Issue-2_June-2025
324
qarshi ta'sir qiladi, lekin umumiy hisobda XKSda vaqt Yerdagiga nisbatan bir oz
tezroq o'tadi. Masalan, 6 oy XKSda bo'lgan astronavt Yerdagilarga nisbatan taxminan
0,005 soniya "yoshroq" bo'ladi.
Nisbiylik nazariyasining real hayotdagi ko'rinishlari
Nisbiylik nazariyasi faqat ilmiy tajribalarda emas, balki kundalik hayotda va
texnologiyada ham o'z aksini topadi. Quyida eng muhim misollar:
GPS tizimi
- Qanday ishlaydi? GPS sun'iy yo'ldoshlari Yerdan 20,000 km balandlikda
joylashgan va soatiga 14,000 km tezlikda harakatlanadi. Bu yo'ldoshlarning soatlari
ikki effekt tufayli Yerdagi soatlardan farq qiladi:
- Maxsus nisbiylik: Yo'ldoshlarning yuqori tezligi tufayli ularning soatlari
sekinlashadi (taxminan kuniga 7 mikrosekund).
- Umumiy nisbiylik: Yerdagi gravitatsiya yo'ldoshlar joylashgan orbitadagiga
nisbatan kuchliroq, shuning uchun yo'ldosh soatlari Yerdagiga nisbatan tezroq yuradi
(taxminan kuniga 45 mikrosekund).
- Natija: Umumiy effekt sifatida yo'ldosh soatlari kuniga taxminan 38
mikrosekund tezroq yuradi. Agar bu farq tuzatilmasa, GPS tizimi bir necha daqiqada
noto'g'ri joylashuvni ko'rsatardi (1 mikrosekund xatolik 300 metr xatoga olib keladi).
- Amaliyot: GPS tizimi doimiy ravishda nisbiylik effektlarini hisobga olib,
soatlarni sinxronlashtiradi.
Kosmik sayohatlar va astronavtlar
- XKSda uzoq vaqt o'tkazgan astronavtlar nisbiylik effektlari tufayli
Yerdagilarga nisbatan bir oz "yoshroq" bo'lishadi. Masalan, amerikalik astronavt
Skott Kelli 2015-2016 yillarda XKSda 340 kun o'tkazdi. Nisbiylik tufayli u Yerdagi
egizak akasiga nisbatan 0,01 soniya yoshroq qaytdi. Bu farq minimal, lekin
o'lchanadigan darajada.
- Kelajakda uzoq masofali kosmik sayohatlar (masalan, Marsga yoki boshqa
yulduz tizimlariga) amalga oshirilsa, vaqt kengayishi yanada sezilarli bo'ladi.
Qora tuynuklar va "Interstellar" filmi
- “Interstellar” filmi umumiy nisbiylikni vizual tarzda tasvirlaydi. Filmda qora
tuynuk yaqinidagi sayyorada (Miller sayyorasi) 1 soat Yerdagi 7 yilga teng edi. Bu
ilmiy jihatdan to'g'ri, chunki qora tuynukning kuchli gravitatsiyasi vaqtni
sekinlashtiradi.
- Haqiqiy hayotda bunday effektni o'rganish qiyin, lekin qora tuynuklar yaqinida
vaqt oqimining sekinlashishi matematik jihatdan isbotlangan.
Ilmiy tajribalar
- Hafele-Keating tajribasi (1971): Samolyotlarga o'rnatilgan atom soatlari
sharqqa va g'arbga uchib, nisbiylik effektlarini sinovdan o'tkazdi. Natijalar maxsus va
umumiy nisbiylikni tasdiqladi: tezlik va gravitatsiya farqlari tufayli samolyotdagi
soatlar Yerdagi soatlardan bir oz farq qildi.
World scientific research journal
https://scientific-jl.com/wsrj
Volume-40_Issue-2_June-2025
325
- Atom soatlari: O'ta aniq atom soatlari yordamida nisbiylik effektlari
laboratoriyalarda sinovdan o'tkaziladi. Masalan, bir necha metr balandlik farqi ham
vaqt oqimida o'lchanadigan farq yaratadi.
Kundalik hayotda sezilmaydigan effektlar
- Kundalik hayotda nisbiylik effektlari odatda sezilmaydi, chunki biz yorug'lik
tezligiga yaqin harakatlanmaymiz va Yerdagi gravitatsiya nisbatan kuchsiz. Ammo
yuqori aniqlikdagi texnologiyalar (GPS, atom soatlari) bu effektlarni hisobga olishni
talab qiladi.
Xulosa
Kosmosda vaqt oqimi maxsus va umumiy nisbiylik nazariyalari asosida tezlik
va gravitatsiyaga bog'liq holda farq qiladi. Maxsus nisbiylik yuqori tezliklarda vaqtni
sekinlashtirsa, umumiy nisbiylik kuchli gravitatsiya maydonlarida vaqtni
sekinlashtiradi. Bu effektlar GPS tizimlarida, kosmik sayohatlarda, müon zarralarida
va hatto ilmiy-fantastik asarlarda real ko'rinish topadi. Nisbiylik nazariyasi nafaqat
fizikaning fundamental qonunlarini tushuntiradi, balki zamonaviy texnologiyalar va
kelajak kosmik tadqiqotlari uchun muhim asos bo'lib xizmat qiladi.
Nisbiylik nazariyasi – zamonaviy fizikaning asosiy tayanchlaridan biri bo‘lib, u
kosmosda vaqtning qanday o‘tishini to‘liq tushuntirib bera oladi. Yuqori tezlik va
kuchli tortishish maydonlari vaqtning kechishini sezilarli darajada o‘zgartiradi.
Bugungi texnologiyalar, ayniqsa GPS tizimlari ushbu nazariyaning bevosita amaliy
ko‘rinishlaridir. Shuningdek, kosmik parvozlar davomida vaqtning qanday
farqlanishi insoniyat kelajagi – uzoq fazoviy ekspeditsiyalar uchun muhim omil
bo‘lib qoladi.
Adabiyotlar:
1.
Müller, H., & Wolf, P. (2020).
Tests of Relativity Using Clocks in Space: Current
Developments and Future Perspectives
. // Nature Physics, 16, 69–75.
https://doi.org/10.1038/s41567-019-0742-z
2.
Ashby, N. (2021).
Relativity in the Global Positioning System: Recent Advances
and
Future
Needs
.
//
GPS
Solutions,
25(2),
56.
https://doi.org/10.1007/s10291-021-01073-z
3.
Nelson, R. A. (2022).
Relativistic Time Transfer in Satellite Navigation Systems
.
//
Journal
of
Physics:
Conference
Series,
Vol.
2161.
https://doi.org/10.1088/1742-6596/2161/1/012007
4.
Kopeikin, S. M. (2021).
Relativistic Reference Frames for Astrometry and
Navigation
in
the
Solar
System
.
– Springer, 2021. – 408 p.
ISBN: 9783030610385
5.
Marti, K., & Weiler, J. (2023).
Time Dilation Effects in Low Earth Orbit: New
Empirical Insights from Space Clocks
. // Advances in Space Research, 71(3),
987–995.
https://doi.org/10.1016/j.asr.2022.10.042
World scientific research journal
https://scientific-jl.com/wsrj
Volume-40_Issue-2_June-2025
326
6.
Petit, G., & Arias, E. F. (2020).
International Atomic Time: Status and Future
Developments
.
//
Metrologia,
57(1),
S138–S145.
https://doi.org/10.1088/1681-7575/ab5c7c
7.
Gruber, T., & Montenbruck, O. (2021).
Einstein's Relativity and Satellite
Navigation Systems: A Practical Guide
. – Springer, 2021. – 342 p.
ISBN: 9783030754935
8.
Brumberg, V. A., & Kopeikin, S. M. (2023).
Recent Developments in General
Relativity Applications to Satellite Missions
. // Classical and Quantum Gravity,
40(4),
045001.
https://doi.org/10.1088/1361-6382/ac3aeb
9.
ESA (European Space Agency). (2022).
Relativity in Orbit: How Time Dilation
Affects Astronauts on the ISS
. – ESA Bulletin, No. 192.
