用光錐的模型來理解時空

2021-01-11 隱士申子源

用光錐的模型來解釋時空,非常形象,

光錐的定義,

時空中的面,在上面標出光通過一給定事件的可能方向。 以時間維t替換三維空間之一維(如z),選擇事件發生之點(x0,y0,t0)為原點,則此事件所能影響之空間範圍為以ct(上限速度光速c與時間t的乘積)為半徑所包圍之圓(或球,如果考慮z);此空間內一系列沿時間軸方向(F)半徑漸增之圓堆積之錐即稱之為光錐(將來光錐)。

另一方面在時間軸相反方向(P)與之對稱之錐顯示了能夠對此事件發生產生作用的空間範圍,稱為此事件的過去光錐。光錐外的事件(他處)點無法與原點事件發生物理學意義上的因果關係。

將一塊石頭扔進水塘,水表面的漣漪向四周散開,並且漣漪以圓周的形式越變越大,這個二維的池塘水面加上一維的時間,擴大的水圈與時間就能畫出一個圓錐,頂點是石頭擊中到水面的地方和時間。

類似地,從一個事件出發的光在四維的空間-時間裡形成了一個三維的圓錐,這個圓錐稱為事件的過去光錐。

它的宇宙學意義就是當我們遙望夜空的時候,我們並沒有看到目前狀態的宇宙,天空所顯示的圖像不同於一幅瞬時拍攝的快照因為光從遙遠的地方到達我們這裡要花一定的時間,我們在天空中所見到的任何一個天體都是它在發光瞬間的像。望遠鏡好比是「望時鏡」。天體離的越遠,我們今天見到的像在時間上就倒退的越早。實際上我們所見的宇宙是一個穿越時空回溯的像。

一個事件將產生一個未來光錐,事件以光速向我們逼近,它的物理影響在到達前是完全無法預測的,因為我們沒有發現事件發生,我們此刻還在這個事件的未來光錐之外。例如,假定太陽現在停止發光,這個事件不會對此刻的地球發生影響,我們只能在八分鐘後,當地球位於太陽停止發光這一事件的未來光錐之內才受到絕對過去發生的這一事件的影響。

相對於現在的我,當下的觀察者而言,

不僅有未來光錐,也有過去光錐,

未來光錐,以光速的速度逼近觀察者,過去的時空,過去的事件,過去的時間,

過去光錐,一光速的速度遠離觀察者,未來的時空,未來的事件,未來的時間,

當宇宙產生的那一瞬間,產生了我們存在這個宇宙時空,也產生了一個反向的時空,稱之為:鏡像時空,

鏡像時空,和我們所存在的時空是相對稱的,相互獨立,用不交叉,除非時光倒流,

鏡像時空可以解釋暗物質,暗能量的存在,(反物質)

人們(觀察者)不斷的遠離一個光錐,進入一個新的光錐,

當沒有進入光錐的時候(現在)對未來的時空一無所知,

當進入到未來的光錐覆蓋範圍之內,人們無處可逃,

可以從格子理論,或者局論的觀點來理解光錐的模型以及一些相關的特性,

結合格子理論,對於觀察者而言,現在當下是一個時空奇點,現在是最奇妙的,

在量子層面解釋現在,現在就是量子糾纏的狀態,

相對於過去,現在才是確定的,而真正的現在是不確定的,基於這個出發點,很多人以為未來是不可測不可知的,

而對於過去的要素總和的現在,是可知,可測的,相對於過去,現在是所有因素總和的結果,

相對於未來而言,現在是唯一確定,也是未來一切要素的起點,源點。

相關焦點

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