时空是什么形状?三维空间的人类或许难以想象

150年前,天文学家创造,水星的运转轨道有点奇异,它的公转轨道很复杂,至少不是一个标准的圆形,而更像是一个拉长的椭圆。它的近日点间隔太阳,约莫有4600万公里,而远日点间隔太阳快要7000万公里。总之,用牛顿的引力定律,天文学家曾计较出一些切确的时辰,预测水星掠过太阳概况。不外这个时辰他们老是算禁绝,天文学家们预测了一次又一次,但每次的成效,总有一点点误差。为体味决这个问题,科学家甚至设想出了一颗新的行星,名叫Vulcan,它可以影响水星的轨道。接下来的几十年里,天文学家苦苦寻觅Vulcan的踪迹,但从未有过任何创造,由于Vulcan压根就不存在。

这个问题的真正谜底,其实就存在于广义相对论中。按照爱因斯坦的理论,空间其实并不“空”,而是布满着一种叫做“时空”的构造,这种时空构造,能在天体的庞大质量浸染下,产生变形、弯折、凹陷。宇宙中的所有工具都是弯曲的,构成宇宙本身的物质,扭曲了空间,不外扭曲的幅度都微乎其微。

可是对付行星、恒星以及星系来说,它们的庞大质量,能使时空产生强烈的扭曲,这就是相对论的精华地点。宇宙万物都是沿直线举动的,只不外时空本身产生了扭曲,所以,我们看到的行星轨道,其实是它落入大质量恒星的时空塌陷的过程。如许就能更正水星轨道的错误计较了,由于它间隔太阳很近,时空扭曲效应对付水星的影响,比太阳系其他行星都要较着得多。

扭曲时空的概念,几乎挺难想象,但若是我们能置身其外,能漂浮在时空之上,然后俯瞰宇宙,则会看到这番气象。我们会看到连缀的“山脉”和“低谷”,会看到行星和卫星,在时空上形成的微小涟漪,还会看到庞大的星系,产生出广宽的时空深渊。

引力,就是宇宙万物坠入时空塌陷的了局。月球正处在地球产生的时空塌陷中,地球正处在太阳产生的时空塌陷中,而太阳系又处在浩瀚的银河系,产生的庞大时空塌陷之中。爱因斯坦的广义相对论不仅意义深远,并且美好之处在于,它可以描绘出,宇宙空间本身的构造与外形。

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