什麼是四維時空?我們進去會看到什麼?

2020-12-16 熙巖知識百科

1915年,愛因斯坦的《廣義相對論》和《狹義相對論》中提出了「四維時空」的概念。如果引用科學家給出的定義可能很多人聽不懂,簡單來說一條線是一維,一個沒有高度的面是二維,我們人長寬高就是三維,第四維就是時間,也就是說把我們人從出生到死亡這整個過程看成是一個整體這就是四維。

廣義相對論證實時間和空間是一體的,統一被稱為時空。運動和引力都會對時空產生某種作用,從而引發某種效應。比如,速度增加,相對來講,時間會變慢,長度會收縮。這就是「鍾慢效應」和「尺縮效應」。又比如,引力場增強,時間也會變慢。太陽表面的時間,就比地球表面的時間慢——因為太陽表面的引力更強。中子星和黑洞的表面,引力場比太陽還強,所以在中子星或者黑洞表面待上1天,地球上可能要過上百年甚至上萬年。

現在科學家已經證實,黑洞的存在確實會令周圍的空間極度扭曲。根據廣義相對論,光線在正常的空間裡以直線傳播,但當空間扭曲時,光線會隨著空間扭曲的方向而扭曲。如果能給一束射進黑洞的光線拍照的話,我們就會發現,光線呈螺旋形指向黑洞中心,因為黑洞的巨大質量已使周圍的空間扭曲得不成形了。未來的人類有可能通過黑洞進入到四維空間內,甚至實現多個四維空間之間的瞬間切換,古往今來任由穿梭,簡直就是所有交通工具的最終體。由於人類屬於三維空間生物,想要進入四維空間在理論上來說是十分困難的,但如果藉助黑洞或可完美解決一些根本性難題。

雖然我們的世界是三維的,但是我們眼中的世界卻不是三維,而是二維的。即人眼所見的只是一個面,之所以我們有三維的立體感,是因為左右眼看到的兩個不同的畫面被大腦整合產生深度、距離感,但依舊是個面,因為我們只能看到物體的表面,而不能同時看到物體的裡裡外外所有內容。如果一個人進入四維空間,那麼在三維生物的認知中,超自然現象將出現。三維生物壓根就看不見四維生物。但是當四維空間的生物延伸到三維空間,三維空間的生物只會覺得有一股空氣牆阻礙了它們的前進。最神奇的是,我們上下左右都可以繞過這個障礙物。以二維空間為例,如果生活在二維空間的生物突然一天被人類踩到,那麼人類的腳會在第三維方向「佔滿」二維平面。但二維生物只有左右的概念,沒有上下的概念,當二維生物遇見人腳,只會感嘆:「遇見鬼了,怎麼什麼都看不見,咋就走不過去了呢?」 但卻可以左右繞過去這個障礙。為什麼我說低維度生物看不見高維度生物,因為維度生物必須在本維度空間觀察才能呈現出來。而低維度生物沒有這一能力,自然看不見更高維度的生物。

最終結論就是如果一個人掉入四維空間內,其實他大概率是不能存活的。但是如果他活著,那麼一定非常厲害!因為他可以突破距離的限制操作三維空間了!發現四維空間的人或是擁有超過普通人幾百年甚至上千年的遠見,但我們都屬於普通人,還是腳踏實地努力奮鬥吧!

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    在我們生活的時空中,有許多不同維度的空間。愛因斯坦曾經提出了11維空間理論,認為人只存在於三維空間中。如果有一天人類可以去其他維度,會發生什麼奇妙的事情?科學家們一直在尋找四維空間和五維空間的秘密。因此越來越多的人相信多維空間必然存在,那麼每個維度空間之間的差異是什麼?讀完後,我們每個人都可能想進去。
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    他認為我們生活在一個四維時空中。本文中四維是指三個空間維度,再加上一個時間維度,愛因斯坦將二者統一起來,認為時間與空間是不可分的。但弦論認為,宇宙中可能還有更高維度的空間。假如有這樣一種情形,將空間的多個維度加上一個維度,變成四個維度,會怎麼樣?那四維生物是什麼呢?假如一個人進入了四維空間,他將面臨什麼樣的後果?
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  • 「時空隧道」與四維空間有關?劉慈欣:進入四維可能就是「神」了
    三維空間可以看到平面,二維空間可以看到線條,一維空間只有無數個點。科學家說四維空間給三維空間增加了另一個維度,但也讓它變得更加複雜,因為這個維度與時間有關,與速度有關的問題支撐著整個空間的存在。當人們懷疑四維空間存在的真實性時,其實數學家黎曼早在19世紀就對其進行了研究。通過黎曼空間的特殊概念,將歐氏幾何和菲歐幾何結合起來,得出四維空間真實存在的觀點。
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    眾所周知,我們人類就是生活在三維空間中的,我們就能了解一維空間和二維空間的姿態。但身為三維空間的主人,我們無法感知四維空間中的事物,因為四維空間比我們多一個維度。在四維空間中,你到底能看到什麼呢?專家:一般人無法想像。
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    下圖是一個四維立方體。四維空間中每一點相連的四條直線相互垂直。在我們的三維空間中看到的四維立方體是一個示意圖,它是四維立方體在三維空間中的投影。它不是垂直的。數學高維空間用向量表示,三維空間(x,y,z),高維(x,y,z,a,B,C,…)。
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  • 四維空間被證實存在,人類進去會發生什麼?劉慈欣提出大膽的猜想
    這一番話多少有點打擊我們的自信心,但是這並沒有阻止科學家們探索的腳步,經過多年的努力,雖然我們還無法去到四維空間,但我們通過數學、天文、物理方面的突破,已經能夠大致推斷出四維空間的情況。如果人類可以進入四維空間的話,那麼我們會變成什麼?
  • 四維空間是一個時空的概念,四維的空間都可以被稱為四維空
    四維空間是一個時空的概念。簡單來說,任何具有四維的空間都可以被稱為「四維空間」。不過,日常生活所提及的「四維空間」,大多數都是指愛因斯坦在他的《廣義相對論》和《狹義相對論》中提及的「四維時空」概念。根據愛因斯坦的概念,我們的宇宙是由時間和空間構成。
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  • 在四維空間裡,到底能看到什麼東西呢?劉慈欣提出大膽的猜想
    眾所周知,我們人類生活在三維空間中,我們可以知道一維空間跟二維空間是什麼樣子。但作為三維空間的主人,我們無法感知四維空間中的事物,因為四維空間比我們多一維。在四維空間中,你究竟能看到什麼?專家:一般人無法想像。
  • 四維空間真的存在?霍金晚年研究的神學,或許就在四維空間之中
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  • 科學家解讀四維空間,如果人類走進4維空間,會變成什麼?
    如果我們身邊的物體不知什麼原因掉進了四維空間中,與我們認為的「過去」和「將來」的時間結合了,立足於現在時間點上的我們會感到這個物體在我們眼前突然消失了。用我們的知識能力在上下、左右、前後立體地搜索不見時,我們就會認定出現了神秘失蹤案。
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  • 我們現在只能生存在三維空間,要是進化到四維會怎樣?可算知道了
    導語:我們現在只能生存在三維空間,要是進化到四維會怎樣?可算知道了我們屬於人類,目前只能待在我們能夠生存的三維空間裡面,對於四維空間一直在探索和揭秘,關於什麼是三維什麼是四維跟我們讀書的時候學的數學不一樣,這個是跟物理有關係的,是這個方面的維度。