怎樣給別人解釋時空彎曲才能更加通俗易懂?

時間 2021-12-25 17:56:30

1樓:皂角

不要給別人解釋,這需要把這個概念告訴他就行了。因為你自己也不一定理解這個概念。因為,如果這個概念是真的,延伸下去,是很恐怖的。估計一些書也沒寫。但是是真的。

比如,現在的宇宙其實就是乙個點。這個就是時刻彎曲這個概念延伸下去的乙個推論。

所以你只需要把這個概念告訴你要告訴的人就行了,能霧到什麼程度,是他大腦那個小宇宙自己的事了 。

2樓:申成

時空本來是平直的,後來來了乙個愛因斯坦,他在研究引力的時候不知道如何用數學來表述,於是投機取巧,想到了用幾何的方式來描述一下吧。所以猜出來乙個引力場方程。其實吧,愛因斯坦在相對論裡面已經說了,任何有質量的物體都不能超越光速,包括0質量的光。

而光本身受到引力的影響,所以在時空中前行的光必然也要發生路徑的變化----也就是彎曲。好了說到這裡應該明白了為什麼說時空彎曲了。通俗講連光的路徑都彎曲了還有什麼東西前行的路徑不彎曲呢?

除非超越光速。

3樓:

想象一下你只是乙個真空中的小球,你就是整個世界,然後在時間維度裡移動,然後你不能選擇這個在時間維度裡移動的速度和方向,相當於你坐著一輛車,你無論怎麼跳,移動的速度和方向都是車子的,你無法改變。

在這個抽象基礎上建立乙個時間維度的三維座標,站在第三人稱視角,或者說是造物主視角看自己,你在時間維度裡運動的軌跡實際是三維曲線,只不過這個移動方向的決定權不是你,而且移動速度不夠快,所以你認為是一直向前的,平直的。

想要體驗這種感覺也很簡單,坐汽車裡面睡覺,繞城市轉幾圈,然後睜開眼,就相當於你在現實裡過了幾千年、幾萬年,方向感發生了變化,當然速度還是沒變,或者因為改變太小無法感知變化。

過山車是不行的,相對速度太快,方向變換太多,玩的時間不夠長根本來不及思考和感知。

4樓:李鳳庭18606718609

時間和空間的確是不可分的,

這就好比是從兩個角度看同一件事物。

但恰恰是兩個角度的問題,

造成了時間彎曲但空間不一定也彎曲,

空間彎曲也不意味著時間也必須彎曲。

另外,不管是時間彎曲還是空間彎曲,

都不會出現直接的視覺效應。

只有質量事件執行在這種時空內部時,

這個質量事件的運動軌跡發生了變化。這時,我們才能通過視覺效果知道這個時空是不平坦的。

但是,通過這種視覺效果我們依然不知道這個質量事件的運動軌跡變化是由時間彎曲造成的還是由空間彎曲造成的。

5樓:垂笑

看了這麼多回答,發現所有的回答都是在回答相對時空的彎曲原理。

絕對時空是不存在彎曲的,簡單的說,所有維度的構成其實是乙個東西,你可以認為一維、二維、三維……都是同一種東西構成的,只是同一種東西不同的表現形式。

到目前為止,揭示宇宙原理的物理學定理並不是愛因斯坦的相對論的全部,而是其中的質能守恆定律。相對論是用來解決相對時空概念的,對於解決物理學時空概念具有極大的現實意義,因為我們生活在這個世界上,只能感覺到相對時空。

因為以目前人類所處的維度,是無法測出絕對時空的量的,不識廬山真面目,只緣身在此山中。我們自己就處在三維空間裡,怎麼可能測得準三維世界的時空常量?因為測不准,所以我們認為它是彎曲的。

這不符合絕對時空概念,但是在我們這個維度下,這是正確的。

那什麼是絕對時空?你可以這樣認為:質量(能量)的變化痕跡就是時間,而這種資訊的堆砌就是空間。

也就是說,時間就是空間,因為質量(能量)發生了變化,所以產生了時間,如果乙個質量(能量)沒有發生變化,那就不會有時間的概念產生。而為了容納不斷產生的變化資訊,時間不斷堆砌,這個就是空間。時間和空間都是表象,是質量(能量)變化運動的表象。

如果你能理解上面那段話,那你就基本可以了解相對時空彎曲理論了。

簡單說,受制於物質本身變化資訊的快慢,物質對於時空的感知是不同的。乙個質量(能量)的運動速度可以改變這個變化資訊的速度。當你用光速運動的時候,你本身就不會有任何資訊的改變,你也就感受不到時間的流動和空間的變化。

所以:當你以光速移動到月球,你不會有這4分多鐘任何的資訊記憶,在你看來你就是直接從地球到了月球,好像穿越了空間,這就是空間彎曲。如果你是從地球光速運動到月球又反射回來到同乙個地點,那同樣你也不會有這8分多鐘的任何的資訊,你就好像是穿越到了8分鐘之後,這個就是時間彎曲。

6樓:野生年華

各位物理學家講的還是太複雜了。。。這樣,你考慮在空間中有兩條平行線,

根據平行線的判斷方法, 一般情況下你有六種方法,判斷兩條線是不是平行線。

1、同位角相等,兩直線平行。

2、內錯角相等,兩直線平行。

3、同旁內角互補,兩直線平行。

4、在同一平面內,垂直於同一直線的兩條直線互相平行。

5、在同一平面內,平行於同一直線的兩條直線互相平行。

6、同一平面內永不相交的兩直線互相平行。

接著,你假設兩個物體,沿著平行線開始出發了!它們相對於彼此來說是靜止的。

比方說地球和月球,我們假設月球沒有繞著地球轉。

月球和地球開始沿著平行線以同樣的速度移動。

當然,月球和地球如果沿著平行線以同樣的速度移動,兩個物體一定是相對於彼此靜止的

結果會發現什麼呢?你會看到月球和地球移動了一段距離之後,在引力的作用下,碰撞在了一起。

你可以說月球和地球是受到引力作用,但是,你也可以認為:這說明兩條平行線相交了

從你的角度出發,你無法判斷月球和地球相遇,是因為引力,還是因為質量彎曲了空間,讓平行線相交。

月球和地球的相對速度不會改變這個結論,正如同我之前提及的條件中說道,你假設兩個物體,沿著平行線開始出發了!它們相對於彼此來說是靜止的。

當然,如果地球不同,只有月球移動,那月球就理所當然繞著地球轉。

地球質量大,月球質量小,根據引力公式,決定月球移動速度的,是地球的質量,決定地球移動速度的,是月球的質量。

平行線除了相交之外,還有交點有幾個的問題,根據時空彎曲的形狀不同,彎曲空間可能有乙個交點,有多個交點,有無數個交點,甚至所有平行線都是重合的,諸如此類,就是這樣。

7樓:pansz

科普的角度,我會這樣講:

廣義相對論認為力就是時空彎曲,物質要改變速度就必須跨越彎曲的時空。

乙個物體受力可以解釋為對乙個物體製造了彎曲時空,在彎曲時空中運動能夠改變自己的速度。

速度是相對的,加速度則是相對的,或者說時空彎曲是絕對的。

A對B有速度跟B對A有速度等價,這一點很多人知道。

但A對著B有加速度跟B對著A有加速度則兩者不等價。因為前者是A穿越了彎曲時空B在平直時空,而後者是B穿越了彎曲時空A在平直時空。

時空彎曲是絕對的,不是相對的。在A看起來B時空彎曲自己時空平直,在B看來依然是自己時空彎曲A時空平直。

加速度不對稱,時空彎曲不相對,這個原理可以用來解釋很多對相對論感到迷惑的現象,最典型的就是雙生子佯謬。

8樓:盧健龍

@sym cheng 的回答的前半部分挺好,但後半部分的總結是有嚴重錯誤的。

@sym cheng 所說的

所謂平直空間就是:度規在空間各個點都一樣的空間。

所謂彎曲空間就是:度規在空間各個點不一樣的空間。

感謝你把想象力限制在二維吧,現在你理解三維彎曲空間也完全沒有問題了。

所謂三維彎曲空間就是度規在三維空間各個點不一樣的空間。

更近一步

所謂彎曲時空就是:度規在四維時空各個點不一樣的空間。(四維時空也可以定義類似於長度的東西)

這段話是錯誤的。

對於空間,度規在空間各個點都一樣的空間並不一定是平直空間,彎曲空間的度規也並不一定是在空間各個點不一樣,乙個最簡單的例子就是二維球面(2-sphere)。

對於時空,度規在時空各個點都一樣的空間並不一定是平直時空,彎曲時空的度規也並不一定是在時空各個點不一樣,乙個簡單例子就是de Sitter space,在四維時它描述的是乙個只帶有正的宇宙學常數的處處均勻的宇宙。

9樓:鹽選推薦

在愛因斯坦終於找到通向廣義相對論的正確入口,也就是等效原理之後,愛因斯坦又花了幾年時間,才找到了廣義相對論的正確理論。

這個理論可以用一句話來總結:時間和空間是彎曲的。如果用兩句話來總結,該怎麼說?物質決定時空如何彎曲,彎曲的時空決定物體如何運動。

愛因斯坦是如何想到時間和空間是彎曲的?

我們用彎曲的面來打比方。比如球面,你拿乙個球面,在遠處,我們看到乙個球面,如果我們將球面放在眼前,只看乙個區域性,我們注意到,乙個很小的區域性其實並沒有那麼彎。這個區域性越小,那麼,它越不彎。

直到我們將區域性變得無限小之後,這個區域性無限接近乙個無限小的平面區域性。

現在,我們將很多很多無限接近平面的小區域性拼接起來,我們就得到乙個球面。當然,其他彎曲的曲面也可以這麼做出來,比如輪胎面以及其他更加複雜的面,比如,一張長滿青春痘的臉。

這種方法,其實是幾何學家發現的,這些有名的幾何學家,包括了高斯、羅巴切夫斯基以及黎曼。

到了 19 世紀中葉,德國數學家黎曼將這種研究曲面的方法一直推廣到任何維度的空間。其實,我們普通人很難想象乙個彎曲的三維空間長得什麼模樣,因為我們自己生活在三維空間中。但是,數學家可以用抽象的辦法來研究彎曲的三維空間,就是將無數個無限小的平坦的三維歐氏空間區域性拼接在一起。

當然,彎曲的四維空間、更高維的空間都可以這麼研究。

說了這麼多,那麼,愛因斯坦是怎麼想到彎曲的時空的呢?這正是他的等效原理的功勞。

回顧一下等效原理:在重力場中自由下落的參考係裡,我們看到的物理學定律和狹義相對論中是一樣的。也就是說,乙個自由下落的人看到的時間和空間,就是狹義相對論中的時間空間,也就是閔科夫斯基時空。

愛因斯坦想到,閔科夫斯基時空就像沒有彎的空間一樣。但是,重力場中不同的地方,自由下落的參考係是不一樣的,很簡單,比方說,北京的乙個自由下落參考係,就完全不同於紐約的乙個自由下落參考係。愛因斯坦將這些不同的自由下落參考係稱為區域性慣性參考係。

因此,在乙個重力場中,有很多很多區域性慣性參考係,將這些不同的區域性慣性參考係拼接起來,我們不就得到了乙個彎曲的時空?這種做法,很像幾何學家研究彎曲空間的做法。

那麼,乙個物體,是怎麼在彎曲的時空中運動的呢?

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