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如何理解空间被扭曲和四维时空?爱因斯坦的广义相对论说:当某物体质量达到某一极限时,起巨大的引力将把时空扭曲!这一理论应该如何理解呢?一下是我个人的思考和理解,不知是否正确,1.
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如何理解空间被扭曲和四维时空?
爱因斯坦的广义相对论说:当某物体质量达到某一极限时,起巨大的引力将把时空扭曲!这一理论应该如何理解呢?
一下是我个人的思考和理解,不知是否正确,
1.空间的扭曲.我的理解是:空间是物体的空间,讨论空间就必须以物体为前提,否则是没有意义的.比如我说一个气球涉及的空间是只气球膨胀极限以内的空间.如果是气球膨胀极限以外的空间,那么将是相对于气球毫无意义的,因为它永远达不到这个空间!就像我们现在向别人宣讲永远无法看到、达到的天堂是如何美好一样毫无意义!而在空间必须以物体为前提的基础上,理解空间的扭曲就相对容易了!我们以一个磁铁的磁力代表一个质量巨大的物体的引力(因为现实中,我们很难制造和控制这样一个物体),用一根铁丝靠近但不接触它,我们发现铁丝弯曲了,换个角度讲就是铁丝所处的空间弯曲了!即磁铁的磁力使局部空间发生了扭曲!此时,任何在铁丝所处空间中运动的物体(如铁原子)都将沿着被扭曲的空间方向运动.
2.四维时空.我们可以用三维坐标表述任何一个处于我们的空间里的静止物体的位置,但我们所处的空间里没有任何物体是绝对静止的!而运动的物体每一秒所处的位置都是不同的,我们要描述他们的状态就必须在我们的三维空间中加入第四个量:时间!这就是时空(又叫四维时空、四维空间),比如我们说1小时前太阳所处的空间!(注意强调是1小时前,因为在宇宙中太阳1小时前所处的空间和现在有很大的不同)
3.时空被扭曲.为了方便理解,先说明一下时间在空间中如何表述:在某些时候我们可以用时间来描述空间距离(如:光年),我认为在某些时候(如时空中)我们也可以用空间距离来描述时间.比如某物体以1米每秒的匀速直线运动远离原点,则我们可以用“物体距原点x米的时间”来描述物体所处的时间点!现在,我再来说说时空的扭曲:假如物体A欲以10km/s的速度从地球上R点直线飞向B点,而在途中将从黑洞N的边缘经过.因为在N的强大引力作用下,RB之间的空间已经发生扭曲,从直线RB变为了弧线RNB,所以A的运动轨迹也将由直线RB变成弧线RNB!假设A出发了已经60秒了,在R点的观察员眼中,此时的A应该处在RB方向上、距R点600km距离的时间位置上(假设为C点).而实际A则处在弧线RNB上的C"点,而且由于在N的引力场作用下,A的速度将被加大,RC"的距离将大于RC,所以物体A实际已处于距R点大于600km距离的时间位置上.此刻,在观察员眼中A所处的时间点和空间点与实际都产生了差距(注意是时间点,而不是时间).由此我可以看出,物体A所处的时间点、空间点都已被N的引力所扭曲,即A所处的时空已经被N的引力所扭曲!
以上为个人理解,并不一定正确,在此提出仅欲得到各位高手指正!因为我只有初中文化!
爱因斯坦的广义相对论说:当某物体质量达到某一极限时,起巨大的引力将把时空扭曲!这一理论应该如何理解呢?
一下是我个人的思考和理解,不知是否正确,
1.空间的扭曲.我的理解是:空间是物体的空间,讨论空间就必须以物体为前提,否则是没有意义的.比如我说一个气球涉及的空间是只气球膨胀极限以内的空间.如果是气球膨胀极限以外的空间,那么将是相对于气球毫无意义的,因为它永远达不到这个空间!就像我们现在向别人宣讲永远无法看到、达到的天堂是如何美好一样毫无意义!而在空间必须以物体为前提的基础上,理解空间的扭曲就相对容易了!我们以一个磁铁的磁力代表一个质量巨大的物体的引力(因为现实中,我们很难制造和控制这样一个物体),用一根铁丝靠近但不接触它,我们发现铁丝弯曲了,换个角度讲就是铁丝所处的空间弯曲了!即磁铁的磁力使局部空间发生了扭曲!此时,任何在铁丝所处空间中运动的物体(如铁原子)都将沿着被扭曲的空间方向运动.
2.四维时空.我们可以用三维坐标表述任何一个处于我们的空间里的静止物体的位置,但我们所处的空间里没有任何物体是绝对静止的!而运动的物体每一秒所处的位置都是不同的,我们要描述他们的状态就必须在我们的三维空间中加入第四个量:时间!这就是时空(又叫四维时空、四维空间),比如我们说1小时前太阳所处的空间!(注意强调是1小时前,因为在宇宙中太阳1小时前所处的空间和现在有很大的不同)
3.时空被扭曲.为了方便理解,先说明一下时间在空间中如何表述:在某些时候我们可以用时间来描述空间距离(如:光年),我认为在某些时候(如时空中)我们也可以用空间距离来描述时间.比如某物体以1米每秒的匀速直线运动远离原点,则我们可以用“物体距原点x米的时间”来描述物体所处的时间点!现在,我再来说说时空的扭曲:假如物体A欲以10km/s的速度从地球上R点直线飞向B点,而在途中将从黑洞N的边缘经过.因为在N的强大引力作用下,RB之间的空间已经发生扭曲,从直线RB变为了弧线RNB,所以A的运动轨迹也将由直线RB变成弧线RNB!假设A出发了已经60秒了,在R点的观察员眼中,此时的A应该处在RB方向上、距R点600km距离的时间位置上(假设为C点).而实际A则处在弧线RNB上的C"点,而且由于在N的引力场作用下,A的速度将被加大,RC"的距离将大于RC,所以物体A实际已处于距R点大于600km距离的时间位置上.此刻,在观察员眼中A所处的时间点和空间点与实际都产生了差距(注意是时间点,而不是时间).由此我可以看出,物体A所处的时间点、空间点都已被N的引力所扭曲,即A所处的时空已经被N的引力所扭曲!
以上为个人理解,并不一定正确,在此提出仅欲得到各位高手指正!因为我只有初中文化!
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