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    在相对论里的时间、空间、维度问题

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      hi 人类
    • 时间空间维度时空

      请问老师,何为维度?简单的三维坐标系我理解,但在我现在的理解,一条一线是一维,当这条直线弯曲了,应该就进入到了二维的范畴。在相对论里,引力是时空弯曲引起的,假设这是正确的,可是现实中我们原本理解的三维空间并没有变化,也就是说空间弯曲在三维之外,那在相对论里,单单空间就至少要加上一个维度,再加上时间维度,应该是五维时空才对吧?

      当然,另一种想法,空间还是三维,只是时间弯曲了,这样也可以说成是时空弯曲。但是这样一想,时间弯曲也是至少二维的时间,加上三维空间,同样也至少是五维时空吧。

      第二个问题,关于时间的。如果时间只有一个维度,那所有人所有的时间应该都是一样的才对,又或者时间慢的人或物应该是处于时间快的人或物的“过去”当中,而不会在“现在”碰面,因为TA的时间还没有到“现在”。但是现实当中不管时间快还是慢,都能在“现在”“碰面”(太远的不算)。既然在“现在”“碰面”,那应该处于同一个“时间切片”(或者说时间点、时间平面)上面。由此我有两个方面的想法(主要是第一方面):

      第一,时间同样不只一个维度(至少也是二维)。首先,计算两个人/物的相对时间比时,用到勾股定理,这跟我们计算二维空间长度的方法不正好吻合吗?其次,假设有惯性物体A、B、C,在计算时间比时,假如A:B是1:0.5,A:C是1:0.8,但是B:C却不是5:8,说明A、B、C的时间并不是在一个时间平面上,所以,时间并不是二维的,至少也是三维的。另外,我还有一种感觉,“三”才是足够稳定的基石。比如二维的三角形,三维的三锥,空间和时间都是三维的才更合理。(再扯远一点,宇宙有空间、时间两种“属性”,之外还应该有一个属性才对,这才对应“三”。)

      这是第一个想法。

      第二个想法就是关于“以太”或者“绝对时空”了。不管怎么想我都抛不开绝对时空观的想法。不管科学家们有没有发现以太,不管相对论怎么否定牛顿的绝对时空理论,也不管相对性的“同时”能不能确定,在现实现象当中在同一个时间点,宇宙中的所有人/物都在发生着某件“事”。并且在未来都会发生某些影响(太远的除外)。又比如A、B、C之间某些运动或者事件,虽然在D看来是一个样,在E、F看来又是另外的样子,但是不管看到什么现象,都是以一个绝对时空观之下发生的现象“转化”而来的。即使是相对论,也是符合这一个逻辑的。在计算A与B、A与C的时间比的时候,A与B、A与C本就需要同时开始和同时结束才能算出时间之比的。

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      首先,引力是由物体的引力场的弯曲造成的不假,而此时光的传播也收到一定的影响,因为其弯曲改变了其传播途径;日常生活中的三维空间中,尚不涉及密度和体积都比较大的物体,而常见的物体的密度和体积都相对较小,因此其引力场比较弱,以我们的肉眼几乎难以感知其存在;在卡文迪许扭秤实验测量引力常量实验中已经可以体现,故引力场弯曲为三维空间不假,但是在生活中和我们目前所触及的世界中可能存在着更高维度的空间,只是以我们目前的技术无法具体的去探测和确定罢了;比较两者的时间也可以通过比较其过程时间量即可,例如比较月球和地球的年龄来说,只需比较其星球上的物质的存在时间即可了解其时年龄长短,因此不必换为相同的起点。
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