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  • 1 # 軍機處留級生

    時空是一個數學模型,它將空間和時間結合成一個稱為連續體的單一概念。這個四維連續體被稱為閔可夫斯基空間。 將這兩種觀點結合起來有助於宇宙學理解宇宙在大層次(如星系)和小層次(如原子)上是如何工作的。 在非相對論經典力學中,歐幾里德空間代替時空的使用是好的,因為時間被認為是普遍的,具有恆定的透過速率,這與觀察者的運動狀態無關。 但是在相對論宇宙中,時間不能從空間的三維空間中分離出來。這是因為觀察到的時間流逝速率取決於物體相對於觀察者的速度。此外,任何引力場的強度都會減緩一個物體的時間流逝,就像觀察者在場外看到的那樣。 其他方面 編輯 時空扭曲的二維類比 無論物質在哪裡,它都會扭曲時空的幾何形狀。這導致時空的彎曲形狀,可以理解為重力。右邊圖片上的白線代表質量對時空的影響。 在經典力學中,時空的使用是可選的,因為時間在歐幾里得空間的三維空間中獨立於運動。當一個物體以接近光速(相對論速度)的速度運動時,時間不能與空間的三維空間分開。時間,從靜止觀察者的角度來看,[ 1 ]取決於物體移動的速度有多接近光速。[ 2 ] 歷史淵源 編輯 許多人把時空和阿爾伯特·愛因斯坦聯絡起來,愛因斯坦在1905年提出了狹義相對論。然而,愛因斯坦的老師赫爾曼·閔可夫斯基在1908年的一篇論文中提出了時空。[ 3 ]他的閔可夫斯基空間概念是最早把空間和時間作為統一整體的兩個方面來對待的,這就是狹義相對論的本質。他希望這個新想法能澄清狹義相對論。 閔可夫斯基時空只在描述恆速時準確。然而,是愛因斯坦在廣義相對論中發現了時空曲率(重力)。在廣義相對論中,愛因斯坦將閔可夫斯基時空推廣到包括加速度的影響。愛因斯坦發現他的四維時空表示中的曲率實際上是重力的原因。

    《大英百科全書》1926年第十三版包括愛因斯坦的一篇題為“時空”的文章。[ 2 ] 文學背景 編輯 埃德加·愛倫·坡寫了一篇名為《尤里卡》( 1848 )的宇宙學論文,文章中說“空間和持續時間是一體的”。這是第一個已知的例子,表明空間和時間是對一件事情的不同理解。坡經過大約90頁的推理得出了這個結論,但沒有使用數學。[ 4 ] 1895年,赫伯特·喬治·威爾斯在他的小說《時間機器》中寫道,“時間和空間的三個維度沒有區別,除了我們的意識沿著它移動”。他補充道,“科學家……非常清楚時間只是一種空間”。[ 5 ] 量子力學中的時空 編輯 在廣義相對論中,時空被認為是平滑和連續的。然而,在量子力學理論中,時空並不總是連續的。

  • 2 # 小民科

    空間與時間,哪個最先出現,要知道這個問題的答案,首先需要了解的是空間與時間的本質是什麼,其次是需要了解空間與時間的聯絡是什麼。

    空間

    空間是什麼?這個乍一看挺容易理解的,但是細細一想,好像又不是那麼一回事的樣子。

    空間的存在必須要以物質的存在為基礎,否則空間將沒有任何意義。這該怎麼理解呢?假設在空無一物的宇宙空間中,因為沒有任何的物質,也就沒有了任何可對標的存在,所以你就無法感覺到空間(本質上就是距離)的存在。

    因此,要想有空間的存在那就必須要同時有物質的存在,而以物質的存在為基礎的前提除了空間,那還有什麼呢?那就是時間。

    時間

    很多人對時間的理解就是鍾,就是白天與黑夜的更替,就是花開凋零,或者是人長大變老的過程。這是人們在生活中對時間最直觀的體驗。而在物理的世界中呢?其實很多人寧願相信,時間根本就是不存在的,它的出現不過是我們人類為了更好地標識以及安排自己的生活而特地創造出來的一種丈量生活尺度的工具而已。

    若必需要讓時間能夠真實的存在,那麼我們可以將時間理解為一種微觀粒子的運動,而這種微觀粒子的運動很好理解,那就是隻要粒子靜止了,那麼由這些粒子構成的物質也就同樣的靜止了。在微觀粒子完全靜止的情況下,這在熱力學上稱之為絕對零度(這是不可能達到的極限),絕對靜止的世界,對於其本身而言,時間也同樣是靜止的。即便在外界看來其靜止幾億年,甚至是幾萬億年,這對於靜止的世界來說都是沒有意義的,因為靜止的世界本身沒有運動,其時間也就沒有開始與結束。

    當然,若要從相對論的角度來理解的話,那時間的本質就是光。光是唯一可以標量時間尺度的一種東西,無論在什麼情況下,光的速度都是不會改變的。光的速度不會改變,但是相對於光以外的事物的速度是可以變的。這個比較通俗的理解就是,當你的速度變快了,你離光速的數值近一點,那你的時間就會變得慢一點,但當你的速度變慢了,你離光速的數值遠了一點,那麼你的時間就會變得快一點。

    以上是兩種截然不同的理解,而且矛盾很明顯,所以說,以我個人的理解來看,時間是不存在的。當然,為了更好地回答這個問題,我只能強行的認為它真實存在了。

    空間與時間存在的基礎就物質,也就是說,有了物質,空間跟時間才能得以存在。物質存在了,即表示空間也就存在了,而同樣的,物質存在了,時間也就存在了。總結起來,在表面上可以這麼理解,那就是空間與時間是同時存在的,也就是說,它們的起源並沒有分先後。

    此外,再補充上面的一個問題,那就是絕對零度的存在。雖然絕對零度不可能達到,但我們可以假設它能達到,而它達到的結果就是使物質的時間變得沒有意義,也就是說有了物質並不一定能擁有時間。

    也就是說,如果真要在空間與時間上分出個前後的話,那麼結論必定是空間先於時間。

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