时空为什么弯曲?
我们认识的时空是人类视角(光速)时空,时空弯曲是由大质量天体产生,(爱因斯坦的理解)与速度有关吗?
第一宇宙速度是7.9千米/秒,物体如果达到7.9千米/秒的速度,它就会永远地绕地球运行而不会从天上掉下来,我们也之称为环绕速度;
第二宇宙速度是11.2千米/秒,物体如果达到这个速度,将会逃离地球的束缚飞向星际空间(太阳系之内),我们也之为脱离速度;第三宇宙速度是16.7千米/秒,若是要到太阳系外去旅行那就要达到这个速度。
在7.9千米/秒视角来看,卫星圆形轨道就是直线空间,永远保持直线运动惯性状态。随速度加大当大于16.7千米/秒时,地球(等效)引力消失,脱离地球控制。这说不同速度视角时空弯曲是不一样的,时空弯曲与速度有关。
爱因斯坦为统一万有引力广义相对论理解说时空弯曲了,牛顿直说万有引力是物质属性必然有的。时空弯曲后就可没有万有引力,卫星一直沿着弯曲时空做直线匀速直线运动。时空弯曲解释万有引力是掩耳盗铃吗?时空弯曲又是什么原因引起的?典故两个和尚看经幡在风吹动下摆动,于是一个说风动,一个幡动,争论得面红耳赤,六祖看到说侍者心动。爱因斯坦临终说宇宙是可以理解的,然后烧掉所有草稿,为什么?
时空曲率、空间弯曲、空间跳跃是什么
时空曲率
按照广义相对论的解释,在引力场中,时空的性质是由物体的“质量”分布决定的,物体“质量”的分布状况使时空性质变得不均匀,引起了时空的弯曲。大致上讲,物质密度大的地方,曲率也就大。也就是说,“时空曲率”产生了引力,当光线经过一些“大质量”的天体时,它的路线是弯曲的,它将沿着“大质量”物体所形成的“时空曲面”前进。就像放在软床上的重球使床面弯曲一样。位处时空中的物体其一旦知道时空曲率,位处时空中的物体其运动轨迹也就可以计算出来;也就是说,物体运动得遵循曲率的指示。以地球绕太阳来说,太阳的质量决定它附近时空的曲率,地球受此曲率的影响就会以近乎椭圆形的轨道绕日运行。曲率如果不大,爱因斯坦理论与古典牛顿重力论的结果大致相同。两者若有差异,观测数据都站在广义相对论这一边。尤其是当曲率很大时,牛顿理论就完全不适用。广义相对论的一项重要预测就是时空曲率的振动会造成重力波的存在,牛顿理论就没有这项概念。
空间弯曲
空间弯曲曲率处处不为零的空间称为弯曲空间。初等平面几何所研究的对象是欧几里得空间(欧氏空间)。这种几何的最重要性质之一就是平行线公设:通过给定直线之外的任一点,可作一条直线与给定直线平行。这个公设在弯曲空间中并不适用。天体物理中常遇到的弯曲空间是黎曼空间。它的的一种特例是黎曼弯曲空间。
空间跳跃,又名空间跃进,英文:Space jump,是众多玄幻以及科幻小说中出现的一种超现实技术. 简单的说,宇宙是很大的,已知的最快速度是光速,但是离地球最近的有可能有生命的行星就有20多光年,靠光速显然是不够的,所以我们的YY精神提出了空间跳跃这一说法.大家都在科学杂志上看过虫洞的理论.60多年前,阿尔伯特·爱因斯坦提出了“虫洞”理论。那么,“虫洞”是什么呢?简单地说,“虫洞”是连接宇宙遥远区域间的点,将空间距离想象成为一张地图,A点到B点,然后将两面折叠,在之中点上一点!那个点就是虫洞——穿越空间壁垒的点。 空间跳跃就是由人工造出虫洞,并用特殊技术使其稳定,让飞船通过,达到超远距离宇宙旅行的目的.但是以目前的科技来看并不可能,正常发展估计到3000年以后人类才会逐渐掌握这一技术.
时空曲率空间弯曲空间跳跃是什么
时空曲率是一种科学理论。按照广义相对论的解释,在引力场中,时空的性质是由物体的质量”布决定的,物体“质量”的分布状况使时空性质变得不均匀,引起了时空的弯曲。
弯曲空间即为曲率不处处为零的空间。初等平面几何所研究的对象是欧几里得空间。这种几何的最重要性质之一就是平行线公设,通过给定直线之外的任一点,可作一条直线与给定直线平行。这个公设在弯曲空间中并不适用。天体物理中常遇到的弯曲空间是黎曼空间。
空间跳跃技术是建立在弦理论的发展上,通过基于人工虫洞建造的宇宙弦,来实现超空间跳跃的技术,由于基于现今科学技术,无法通过人工手段制造出宇宙弦,所以科学家们又提出猜想,在宇宙大爆炸时,产生了大量的弦,一般认为,它们不断融合,产生了大型的宇宙弦,它们的长大致有100亿光年以上。
时空曲率指的又是什么?会不会这个曲率无限大?
时空曲率是广义相对论中提出来的一个科学理论概念,时空曲率的曲率会无穷大,时空曲率的意义是,在质量越密集的地方,曲率就越大。同样的“广义相对论”表明,引力是由于时空曲率产生的。在物质质量密集并且不均匀的区域,将会使得经过其附近区域的光线或者时空弯曲。相反的,空间的弯曲会反作用影响穿越这个空间的物体的运动,例如,光线没有办法从黑洞中穿过。也就意味着,根据广义相对论,在引力场内,物质的性质由时空而决定,时空的性质由物质而决定。爱因斯坦认为,要充分理解广义相对论,必须应用到时空曲率的概念,爱因斯坦认为引力需要归结于,时空曲率。但是如果真的需要用时空曲率来理解引力的概念的话,对于的人脑来说是无法想象的。在宇宙中,物质的质量不均匀性还有时空曲率的不均匀性。造成了真实宇宙的非线性。并且在人类熟知的范围内,时空曲率必须是不断变化的。在宇宙中,想要探测一个物体的物质的运动轨迹,可以通过测量该物质的时空曲率,即可知道该物质的运动轨迹。广义相对论认为,宇宙中的天体的圆周运动是由于质量无穷的的太阳二造成的时空弯曲,于是其他天体会引起圆周运动。万有引力和时空曲率的两个概念,既有他们的共性和相同之处,但是他们优势相对独立的两个概念。太阳系中太阳的质量占据了太阳系全部质量的百分之九十九,太阳对卫星的时空曲率远远地大于其他的行星对卫星而造成的时空曲率。广义相对论可以让时空弯曲的概念更加地精确,不会像其他理论的近似值一样模糊。
怎样理解时空弯曲
时空弯曲
爱因斯坦狭义相对论中的内容,他解释了引力作用和加速度作用没有差别的原因.还解释了引力是如何和时空弯曲联系起来的,利用数学,爱因斯坦指出物体使周围空间、时间弯曲,在物体具有很大的相对质量(例如一颗恒星)时,这种弯曲可使从它旁边经过的任何其它事物,即使是光线,也改变路径.广义相对论指出,时空曲率将产生引力.当光线经过一些大质量的天体时,它的路线是弯曲的,这源于它沿着大质量物体所形成的时空曲率.因为黑洞是极大的质量的浓缩,它周围的时空非常弯曲,即使是光线也无法逃逸.
爱因斯坦的广义相对论认为,由于有物质的存在,空间和时间会发生弯曲,而引力场实际上是一个弯曲的时空.爱因斯坦用太阳引力使空间弯曲的理论,很好地解释了水星近日点进动中一直无法解释的43秒.广义相对论的第二大预言是引力红移,即在强引力场中光谱向红端移动,20年代,天文学家在天文观测中证实了这一点.广义相对论的第三大预言是引力场使光线偏转,.最靠近地球的大引力场是太阳引力场,爱因斯坦预言,遥远的星光如果掠过太阳表面将会发生一点七秒的偏转.1919年,在英国天文学家爱丁顿的鼓动下,英国派出了两支远征队分赴两地观察日全食,经过认真的研究得出最后的结论是:星光在太阳附近的确发生了一点七秒的偏转.
时空弯曲的理解
春日暖阳,在百花盛开的憩园,我慵懒地躺在藤椅上,看爱因斯坦的《广义相对论》。对于其中的观点颇有疑惑。他认为:宇宙的时空因为物质的存在是弯曲的。
该怎样理解这个观点呢?
时空弯曲是物质的质量造成的,万有引力是时空弯曲的表现。因为万有引力无处不在,所以引力场也是无处不在的。
因为我学识浅薄,不能理解爱因斯坦的微言大义,所以以下的观点是鄙人自己的理解,错误在所难免,如不喜欢,请指出错误,以免误人子弟。
假设引力场的基本单位,我们称为引力子。引力子的速度是光速,方向是任意方向。
我们这里讨论的引力场的本质,和相对论里面的有点区别。相对论认为,引力场是有质量的物质产生的。我们这里讨论的引力场是宇宙的空间里本来就存在的,它充满宇宙的空间,方向是任意方向。
引力场之间可以相互衍射,互相通过,互不占用空间,互不起作用。以光速运行的引力子与有质量的物质的基本单位撞击时,可以产生作用。
当单个的物质处于宇宙的空间时,其周围的引力子从四面八方撞击物质的基本单位。从概率上来讲,其受到引力子撞击的概率相同。其结果就是,其受到的撞击的合力为零。所以我们可以说,宇宙中的单个物质不会产万有引力的作用。
我们可以把宇宙的空间量化,假设我们把空间的体积无限缩小到普朗克的量化值,这个体积里引力子的数量,我们称为引力子的矢量密度,这个值在没有物质的宇宙空间是常量。
当宇宙的空间有两个物质时,质量分别为m1和m2,两者的距离为r。在两者之间的区域,在连线方向上,因受到两者基本单位的过滤,其间的引力子的密度是小于正常的引力子的密度的。此时,两个物体就受到在连线方向向内的挤压,这种挤压的趋势就是万有引力产生的本质。
至此,我们可以看到,引力子的矢量密度随着有质量的物质的质量的变化而变化,它就像是无形的力量改变着宇宙的空间的结构。
相对论所说得有质量的物质可以改变其周围的时空结构,不如说成有质量的两个物质的质量改变了两者之间的的引力子的矢量密度,从而改变宇宙空间的结构。
所谓空间不虚,没有所谓的完完全全的空间,所谓的相对论的时空,是充满引力子的时空,引力子的矢量密度是时空的框架物质。
我们暂且不谈宇宙的大小,而是着重讨论引力子充满的空间,是一个巨大的能量团。这个能量团如果没有边界的阻挡,它们会以光速向四周膨胀。
我的以上的观点参考豫言谈科普的《引力子的密度在时空结构中的作用》。
物理学 时空曲率
不是。那只是对于时间上的,狭义相对论告诉我们,当你达到光速时,你的时间就会变浑。也就是说,假设你乘坐一列接近光速的环球火车,可能你坐上十分钟,返回来外面就是十年了。(数据可能不对,我只是打个比方)这就是你所谓的天上一天,地下一年。但这样不大可能。光能达到光速是因为光子的质量为0,如果你将一列火车加速到接近光速,它的质量便会成倍增长,而这是不可能的。
时空曲率是指质量大的天体造成的弯曲。想象一个桌布,把一个质量大一点的球体放在中央,桌布这个空间会造成扭曲,再将一个质量小一点的球体沿桌布边滚动,你会发现小质量的球体会暂时绕着大质量球体转动。
时空曲率的现象解释
2012年11月,加拿大新不伦瑞克省大学的数学家本杰明·K·蒂皮特(Benjamin K. Tippett)认为似乎揭开了在1928年水手们在一个太平洋小岛上见到的神秘景象。1928年末,弗朗西斯·韦兰瑟斯顿(Francis Wayland Thurston)在一份手稿中揭露了神秘主义者的阴谋论,字里行间的论据集中支持了他对一位名叫古斯塔夫·约翰森(Gustaf Johansen)水手在神秘岛屿上遭遇的解释。根据记载,约翰森将神秘岛屿的冒险经历描述成“难以置信”的遭遇。研究人员认为约翰森所看到的不可思议场景或可以通过本地时空曲率泡沫的可视化现象来进行解释。此外,在记载中约翰森也提到了大多数令人难以费解的描述,其中涉及几何结构、变化的地平线位置等。科学家通过对几何模型的简化对约翰森所描述的不可思议场景进行了计算,当然,约翰森并非有精神病障碍,因为在大多数的情况下一个精神病患者无法描述此类拥有复杂几何结构的现象。相反,如果没有通过相关技术性的辅助,即便是一个聪明的人也无法理解约翰森所看到的事物,人们也不太认可约翰森当时无意中看到了时空曲率并对其进行了正确的描述。研究人员通过计算发现此类型的事物需要创建出奇特类型的时空曲率,但不幸的是这方面对人类科学而言是完全陌生的。事实上,任何掌握并控制此类事件的文明将能够轻松创建曲翘驱动装置、隐形装置,可方便地通过几何时空来进行宇宙旅行。