爱因斯坦的相对论中所说的四维时空指的是哪四维?

2024-05-08 04:22

1. 爱因斯坦的相对论中所说的四维时空指的是哪四维?

爱因斯坦四维时空是只空间的长宽高加时间维。 有理论认为空间有11维,高于4维的空间,蜷缩在人类还无法探测的狭小空间内。(不可证实) 现在普遍认为的空间有很多维:长宽高、密度、温度、电场、磁场、透明度、引力场等等,每一维,至少影响一个实验的结果,不描述这个维度,则不知道那个实验的结果,而知道所有维度的分布,就知道所有实验的结果。 爱因斯坦,只能在假设中推理,他假设的实验条件,没有被证实,任何已做实验,都不能满足他的假设条件,因此,相对论是需要完善的理论,而普适相对论,就是它的升级版。 参见百科:普适相对论

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爱因斯坦的相对论中所说的四维时空指的是哪四维?

2. 相对论中的四维空间指什么? 什么样子和意思?

什么是四维空间?

3. 在四维空间中,时间是相对的而非绝对的,为什么这么说?

日常生活中提到的“四维空间”一词,在大多数情况下都是指“四维时间-时间”的概念,爱因斯坦在广义相对论和狭义相对论中提到的。根据爱因斯坦的概念,我们的宇宙是由时间和空间组成的。时空关系是空间结构中的另一个时间轴,在三轴之外是长的、宽的、高的,时间轴是虚数。这些理论被科学家用来研究宇宙.高,但只有羊毛知道。对四维空间的简单理解是,它由16个点、32条线和34个面组成。


时间的相对性,例如地球绕太阳旋转一年的时间,被定义为地球相对于太阳的运动。在确定具体时间时,还必须考虑使用方便,这就是为什么实际上没有火星年的原因。
这在当时引起了很大的轰动,当时牛顿认为以太网是光运动的介质,时空间隔是绝对的。许多物理学家确信这个实验引起了问题,只有爱因斯坦认为它很可能不存在,因为进一步研究光速恒定的原理,以及相对性、时间膨胀等的同时性,这些理论最终导致了狭义相对论,爱因斯坦在1905年26岁的时候。

从那时起,对绝对时空视觉的干扰,时间相对不是绝对的,最简单的方法就是了解什么,由于光速不变,时空不能恒定,它们可以扩展和收缩,即时间膨胀效应和缩放效应。事实上,爱因斯坦提出了四维时空的概念,而不是他认为的四维空间,它是一个不可分割的整体和相对空间。

在三维时空之上是四维时空,四维空间加上时间轴,这个四维时空中除了三维加上时间轴之外还有一个另外的纬度,并且这个纬度和另外的三个纬度是统一的计量单位,所以空间和时空是两个概念。

在四维空间中,时间是相对的而非绝对的,为什么这么说?

4. 有关相对论四维空间的问题。

时间和空间的叠加刚开始并不是很好理解,所以我们先从一维空间和时间开始。
先画一条数轴,物体是上面的点,且只能在这条线上运动,也就是只能做一维空间内的运动。我们把这条线称为x轴,并用一个数x就能表示物体的位置。这时我们再画一条与x轴垂直的y轴(或者称为t轴更好),又可以用一个数t表示物体的时间。两个坐标轴就构成了一个二维时空坐标系,这时我们用一组数(x,t)就能表示出并在上面画出物体的时空位置。如果我们把每个时刻物体的位置都点出来,就会连成一条线,称为物体的世界线,这条线就是物体的一生。
扩展到二维空间加时间,就是一个三维坐标系,用(x,y,t)表示物体。扩展到三维空间和时间,就画不出图了,但可以看到,路人甲的空间位置在一直变化,年龄也一直变老,时间就是这样叠加的。当然可以只让时间增大,空间不变,你站着不动就是了。你可以想像,在时间轴上的每个点,就是一个静止的空间(就像电影胶片,由一幅幅画组成),我们沿着时间轴往前走,就像放电影看到了一个现在的世界。
下面我们来比较一下:对于我们平时的坐标系(或牛顿力学),两点间距离L^2=x^2 y^2 z^2=常数,时间t也是常数。而对于四维时空(又叫闵科夫斯基时空),时间与空间同属一个坐标系,而且相互联系,两点间的四维间隔S^2=x^2 y^2 z^2-c^2*t^2=常数。第二个区别是(在一维空间和时间的图上较容易算出):四维时空中两点间直线最长。初学者可能推导不出来,没关系,知道就行。沿四维直线运动的物体做的是惯性运动,在没有引力(其实引力就是坐标系的扭曲)时在三维空间中就是直线运动,而且位置是均匀变化的,这就是传说中的匀速直线运动。
时空就讲到这里,下面我们来了解时空的扭曲。为了便于理解,我们就从二维空间开始吧。在一个平的地面上,一切都和谐地运动着。这时突然天上掉下一个电视(对于二维运动的人,是看不到第三维-天空么),于是电视周围的地就形成了一个坑,变成了弯曲的二维空间(就像大质量物体周围的弯曲时空),小孩子们好奇啊,跑进去又跑出来(就像光一样快),不会被困住。有一次一个老大爷从边上过,一不小心滑下去了,它跑不快,又没人救它,就只能整在在坑里转了(就像地球在太阳造成的坑里转)。后来,天上又掉下一冰箱,这次地上不仅有个坑,还有个洞(就像黑洞(天体)质量太大,直接在时空中压出个黑洞),这次小孩跑再快也只能在边上坑里玩,一下洞保证上不来(就像光进入了黑洞)。注意黑洞并不只是空间中的洞,而是时空中的洞,时间也在那停止,因此你要去黑洞,你认为是加速过去并在进入前回头一看,地球已经发展了很多(准确的说是无限)年了,然后几秒以后就进去了。但在我们看来,反而你越来越慢,最后停在边界,直到很多年以后。
下面是超光速的问题,相对论是不允许超光速的,但还有一个办法。一直在地球表面做二维运动的人们发现了一件事:以前他们从北极到南极,最快是沿经线走40天,但从这个洞跳下去,竞然有了第三维,而且10天就到了。这就是虫洞,我们虽然速度不大,但可以比光先到目的地。这样“超光速”以后,我们再做一个假设,一位名叫光的领导人于公元0年打算从发达的北极到荒芜的南极,他有无法逾越的速度即光速,并到达南极后规定此时也为公元0年(因为在光看来一切都是不需要时间的,出发和到达是同时的,要学洛仑兹变换公式就知道了),但反对者虽和他一起出发,却用虫洞于领导者之前(公元前1年)到达,所以他们到了南极的过去。他们甚至可以阻止领导者的到来,也就是改变这里的将来。但必需注意,这两点之间要相距很远,所以你是看不到过去的自己的,就像北极的人只能看到南极的过去,如果他们再回去会发现北极和他们出发时一样(因为光看一切都是静止的,它回来时看到北极还是那样,只是和他同时走的反对者可能换个姿势)。
最后就是这样看来,黑洞如果是三维空间的洞(通常我们见到的洞是二维平面下有个三维的洞,而这里我要的是三维空间下的四维的洞)就能当虫洞入口,但麻烦的是它是四维时空中的洞,时间也在这消失了,所以你进去就回不来了,或者说地球人看来你根本进不去(上面解释过了),所以不能当入口。所以虫洞的开辟需要其它还未知的办法。

5. 相对论的时空观

想做这期视频是因为今年重新看了一次诺兰导演的《星际穿越》 发现还是有一些内容自己理解的不够透彻于是特意去重新理解了一发相对论 默默感叹爱因斯坦的智慧和强大 希望我的视频对你们有帮助

相对论的时空观

6. 相对论的时空观


7. 关于相对论的时空问题。

爱因斯坦定义的时间是主观时间,不是各参照系公认的时间,也就不是科学的时间。
爱因斯坦不知道空气、水、玻璃等是光介质,在这些介质中光速不变。
他可以自己定义时间和空间,但不是科学的东西,就不能用于交流。
相对论讲的是接近光速运动,会看到什么现象的问题,所以讲对了一部分,但也有很多问题讲错了。

关于相对论的时空问题。

8. 相对论的时空观

时差快慢问题   速度越快 时差越明显   关于时差公式:Δt' = Δt/(1-(u/c)^2)^(1/2)  
另外 提醒一下管理员 推荐答案有问题 爱因斯坦的相对论 认为光走直线 空间弯曲 绝不是 简单的折射问题 而是 光在通过一个大质量的物体时 确实被引力吸引而偏转了 这是爱因斯坦著名的寓言 而且 被全世界著名的物理学家在全日食时通过实验所验证 黑洞就是吸引所有光不反射任何光所以形象的被称为黑洞
实验证明光在通过大质量物体时发生了偏转 从而要么认为引力把光“拉”弯了 要么认为引力使空间不均匀 爱因斯坦选择了 后者从而保住了光沿直线传播
另外 爱因斯坦寓言时间的不均匀性 也被实验成功证明 
这就是爱因斯坦的相对论带来的理论 时空的不均匀性