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根據愛因斯坦的觀點,太陽的引力巨大把周圍的空間拉彎曲了,離大陽越近空間彎曲的越利害,大陽系平面“實際上就被拉彎了”,彎曲成這個樣——如下圖中標有“空間彎曲向下”的圖,一般指的就是這個圖即空間彎曲向下,有不少科學家還根據這圖提出了蟲洞理論就是超光速問題。可是空問彎曲還可以向上——如下圖中標有“空間彎曲向上”的圖,那麼問題來了——愛因斯坦說的空間彎曲是向下彎還是向上彎?請大神們討論一下。
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  • 1 # 螞蟻科學

    圖中的兩幅圖都只是二維的演示圖,實際上在真實的三維世界中,它是一個球體,也就是說,引力造成的空間彎曲是朝著各個方向。

    舉個例子,不管你在地球的北極上方,還是南極上方,都能感受到強大的引力,也就是說,地球的引力不是自上而下,或自左到右的,而是無處不在。

    對於空間彎曲這個概念,按照曲率的不同,可以分為三種不同的空間,當曲率為1,空間為黎曼球空間,如圖所示。

    這個概念其實非常重要,甚至影響了量子力學的發展。

    當空間曲率為-1時,空間為羅巴切夫斯基空間。當曲率為0,空間為大家熟悉的歐式空間,這個空間大家都十分熟悉了,比如四維空間這個猜想,很多人說人類作為三維生物,難以理解四維世界(三維+時間維度),甚至無法認知它。這一點其實是對歐式幾何的誤解,因為時間似乎並非一個額外的維度,僅僅是運動或變化的快慢速度。

    再說回空間彎曲,這個問題能問出來實際上表示大家的思想已經非常靠前了。

    在過去,我們對於黑洞的模擬圖是這樣的:

    後來人們也逐漸意識到:那下面的物質怎麼辦?被吸引到哪裡去了?那個細小的長線一直延伸嗎?引力豎直向下嗎?

    這個模擬圖的修正直到著名電影《星際穿越》的問世才伴隨著出來,作為電影的科學顧問基普索恩先生必須保證電影的高真實性,所以在他的領導下,假想圖問世了,是這樣的:

    球形!因為引力方向無處不在!

    那麼大家就有問題了,黑洞吸引的物質哪裡去了?去往另一個宇宙了嗎?

    NO,實際上還在這個黑洞的視界內,高密集地堆積了,甚至物質都化為了高密度的能量態,直到最後隨著"霍金輻射"輻射而出。

    這就是引力的空間彎曲引申出的神奇的事實。

    引力,無處不在。

  • 2 # shawn25

    空間是根本不分上下的,這一點一定要明白。所以空間彎曲無所謂上下,沒有區別。

    所謂上下的概念,是因為人類生活在地球上,感受到巨大的地球引力而形成的感覺。朝向地心的就是下,反向的就是上。

    而如果你生活在沒有引力的太空中,前後左右上下對於你來說沒有任何區別,又哪裡來的上下。

    你可以想象一下,假設把你放到太空中的一個房間內,周圍全部是白牆,你漂浮在中間,這個時候你是根本分不出來上個下的。當然,你有可能吧頭的方向認為是上,腳的方向認為是下。那麼如果我在你閉上眼睛的時候,輕輕的把你旋轉180度,你腳的方向變成了你頭的方向。因為太空中是沒有重力的,你是根本無法分辨你現在到底是上還是下的。

    也就是說,對於空間來說,上和下是相互等效的,沒有任何區別的。所以你給出的兩張不同的彎曲方式,其實是相互等效的。

    為了消除上下這個詞對思維的影響,我們換一種闡述方式。

    現在,假設我創造了兩個二維宇宙,分別是

    宇宙A

    宇宙B

    假設這兩個宇宙位於剛才我說的漂浮在太空中的房間內。現在我們設宇宙B彎曲的頂點為Z。而宇宙A彎曲頂點為Z"。

    那麼對於我們三維生物來說,很明顯的可以看出兩個宇宙有所不同,一個像Z"方向彎曲,一個像Z方向彎曲。但是,你想象一下,現在兩個位於宇宙A 和B中的小人,是根本看不到Z和Z"方向的,也無論如何都感覺不到有Z和Z"方向的存在,因為他們永遠都無法離開二維宇宙。所以對於宇宙A和宇宙B中的小人來說,他們的感覺是沒有任何區別的,所有的計算資料也一模一樣。

    我可以利用這兩張圖想象一下,假設宇宙A中有一個小人A。我們中學學過牛頓第一定律,"當不受外力作用時,物體保持靜止或者勻速直線運動。",

    那麼,當沒有太陽時,空間是平直的,小人A不受外力,會沿著宇宙A的直線做勻速直線運動。

    現在,太陽出現了,使空間發生了彎曲,我們看到所以白線都向下彎曲交匯於Z"點。由於小人A沒有收到過外力,所以他仍然沿著白色直線向前運動,最終會沿著白線走到頂點,也就是太陽的質心。

    由於小人A是二維生物,根本看不到Z"方向,也看不到任何彎曲。所以給他的感覺就是他被Z"吸過去了。(在圖一最下邊一條白線,假設如果空間不彎曲,那麼這條白線會直直的從Z"點旁邊穿過,但是現在發生了空間彎曲,白線最終匯聚到了Z",給人的感覺就是被Z"點吸過去了),這就是萬有引力的起源。

    現在我們再看B宇宙的小人B,稍微一想象你就能明白,發生了和宇宙A一模一樣的事情。因為所以白線都交匯於Z點,我前邊分析過了,在空間中向Z方向走和Z"方向走是沒有任何區別的。所以小人B也會沿著直線最終走到Z點,給他的感覺就是被Z點給吸引過去了,就產生了萬有引力。

    所以,無論是宇宙A還是宇宙B,對於空間內部的人來說沒有區別的,這兩種空間都屬於黎曼空間,空間性質是一模一樣的,這是廣義相對論的基礎。

    當然,前面兩張圖是二維的簡化情況,我們人類所處的空間是三維空間,所以空間產生彎曲,一定是向第四個緯度T上彎曲的。

    但是我們作為三維生物,用於無法感知T緯度,我們也不可能知道我們的空間在T軸上是如何彎曲的。但是在T軸上不論怎麼彎曲,對於我們來說是沒有區別的。這個就是你問題的答案。

  • 3 # 騎士飛飛飛飛飛飛

    我們腳趾頭的某一個細胞中的某一個驅動蛋白一輩子不可能運動到大腦的某一個細胞中去。同樣的侷限在身體的每一個部位都一樣。人類的活動相對宇宙,有異曲同工之妙。

    歐航局昨天的最新銀河系資料,銀河系已探測的恆星數量為17億顆,人類的大腦腦細胞有150億個,開發最多的愛因斯坦有百分之13,其餘的平均百分之10左右。若用人體比宇宙應該是有過之。

    這些對於現階段的人類無法理解,也無法超越。若人類能夠徹底研究自身身體的工作機制,例如為何我主觀意識要動一動腳趾頭,腳趾頭立即就會相應,甚至遇到突發情況,身體部位會不由自主地做出反應而無需大腦指揮。如果說身體的一切都是大腦指揮,那些不由自主的反應該當如何解釋?如果人類能徹底認識自我身體,那麼宇宙奧秘應該能迎刃而解。

    宇宙中那些超遠的距離,那些迷幻的空間,如果就是設定的不可逾越的鴻溝呢?就如腳趾的細胞無法到達大腦。銀河系太陽系各自都有自己的職責,或者維持某一智慧體的機體平衡,或者維持某一能量體的能量平衡,亦或是可要可不要的智齒般的異肢。

    宇宙應該有血管,或者每一個恆星系的能量傳遞就是維持這根血管的能量流動,而我們的銀河系所存在的血管只是一根毛細血管而已。

    大小的概念只是相對而言,線粒體和細胞中的其他微小生命基礎物質在相同的生活圈,彼此見面,他們相互也會覺得,生活本就如此,大家就是這樣。他們無法想象外面的世界。若真有辦法讓他們脫離他們生活的細胞,他們也無法看清他們為之服務的整個身體!

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