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  • 1 # 科學探秘頻道

    空間彎曲是相對論中的概念,廣義相對論認為空間不是平直的,而是彎曲的。

    我們從小到大接觸的都是歐式幾何,即在空間是平直狀態下的幾何。但是黎曼等人卻提出了非歐式的幾何,他們認為過直線外一點不止可以做一條和此直線平行的線。之所以如此,是因為空間彎曲了。首次聽到空間彎曲很多人可能會產生疑問,到底空間如何彎曲?

    我們不妨先看看最簡單的情況下空間完全。比如二維空間,類似於一個紙面。如果紙面是平整的(當然,這個平整是對於我們三維來說的,假如存在二維直麵人,它們本身並不能夠直觀看到自己的世界是否平整,這點很重要),那麼確實是兩點直接直線最短,過直線外一點有且只有一條直線和此直線平行。但是,假如我們把這個紙面彎曲一點,那麼再在直線上畫一條“直線”如何呢?如果紙面上有一群二維生物,他們會仍然覺得這個直線是直的,但是對於三維生物來說,這個直線是彎曲的!且這條直線並不是兩點間最短的路線,最短的路線是透過第三個維度直接把兩個點相連線!

    知道了二維的情況,三維的彎曲似乎就很好理解了。三維空間也會彎曲,只不過這個彎曲是針對四維來說的,也就是說如果有四維生物存在,他們一下子就可以直觀地“看”到我們空間彎曲的樣子。但是生活在三維的我們只能夠意識到空間彎曲了,至於怎麼彎曲,如何彎曲,我們只能夠類比二維的情形進行想象,卻無法直觀地在腦子裡面呈現,因為這種空間的彎曲方向是指向第四個維度的。

    當然,在三維空間中我們只能夠得出來三維中的兩點最短距離,卻無法得到真正的最短距離。假如我們太陽系的空間是凹陷的,那麼我們和太陽的最短距離是穿過四維直接到達太陽的距離,而非我們三維中的所謂“直線”距離。因為在四維生命看來,我們所謂的直線,對於他們來說就是一個彎曲的曲線而已。這點類似於地球上測距離,我們絕對地球是平的,但是在太空中去看地球卻是彎曲的。

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