浅谈时空本性
基本定则
一,时空初步规定
1,空间的基本性质还不能被断定,这是因为,我们本是这个“大集合”的元素。但是,我们可以根据其他的一些被认定的公理来进行推论。
欧几何形式,在平直型空间中,即曲率近0的空间中,其必然是成立的,即最简单的任意三角形的三个内角和必定为180度(1)。
但若考虑因为引力场的扭曲空间因素,则(1)将得到不同的答案,即不严格等于180度。
若在一个优越的惯性参考系中,记(F),有一圆盘,记(K),则你可以根据公式求出该圆盘的周长,但前提是你与K之间的相对速度为0,如果你是以某速度经过K,或者K以某速度经过你,你在来测量它的半径,你将得到不同的答案。这是因为,其半径已经协变了。R'=RA,且A=√(1-v^2/c^2)
由此可以引申到黎曼几何形式。在黎曼空间中,欧几何被看作是特殊形式。若某曲面上,有一点A,在其非常邻近的周围,必定存在局部的欧几何形式。(这可以靠黎曼微积分来处理)
不光如此,为了能尽好的探讨A点周围的局部洛伦兹变换,还可以引入高斯坐标来量化。
由于受到广义相对论的启发,似乎我们存在的是一个到处都被扭曲的空间。至于是为什么,需要下面讨论。
2,“时间”,我认为应该具有以下特性。即应该分为狭义量和广义量。
人们日常说的时间在两种概念之间是很难区别的。第一,请看你的表,现在是几点?你将得到一个确立的数字,它的意义不过是人类赋予的。第二,请再看下你的表,是否已经是许多分钟以后的时间呢?是的,这段时间是有独立意义的,但又有总体的意义。
你或许会说,上面两种其实是一样的嘛。错矣!爱老师说的,“当前人类陷于没有办法解救以太的时候,狭义相对论的成熟期就来了”是的,时间这个概念,之所以没有办法去实际,去物化。其根本原因在于,它本来就不需要。
在闵可夫斯基的四维世界中,即引入了:
虚时间√-1 ct=X4.(c为光速,t为相对时间)
X1^2+X2^2+X3^2-X4^2=0
上述等式符合洛伦兹协变。
由此可以得出,狭义量时间的概念即是如此,在狭义相对论中,它是没有独立意义的。
因为如果K'在K系中,必定有dt'=dt√1-v^2/c2.
在看广义量时间,这个我可以大胆估计,如若不谈宇宙的起源问题,那么宇宙的“变化”(膨胀和收缩),从侧面来反映大尺度上的时间。
现在来证明一下我的想法:
①该项定则必定基于庞加莱的光速恒定的公理。
②同样在K和K'中,存在洛伦兹协变。
③对于K和K'来说,虽然时间有相对上的差异,但那是狭义量,在广义量的时间上,二者进程相同。最好的例子就是,相隔很远的两颗星球,在各星球上能观察到较久以前的历史,但它们依旧符合广义量的时间
最后区别一下广义量和狭义量时间的性质,狭义量,是针对单个事件变化的描述而引进的物理量
是不可忽略的物理量。广义量是宇宙变化的实质,是不依赖任何其他自然规则的。
关于时间旅行的问题,这里没有必要在谈,悖论不计其数。
3,关于时空。对于一个事件来说,其必须在在某段时间某段空间的条件下,才可有物理意义,这是当代关于黑洞或者宇宙的奇点问题的前提。
换句话说,时空就像相对论中规定的那样,被认为是一体的。二者缺一,是没有什么价值可谈的。那么回到上面的关于空间的论述中来,在黎曼世界中,有关于N维空间的扩展,从中设计到的张量分析,非欧几何等数学原理,有些难以令人接受。此处暂不谈。