在你讀到今天的今日奇蹟時，你想到了什麼？時空統一體會讓你聯想到源自電影星際迷航的星球大戰和宇宙飛船中的光劍嗎？

如果這樣的話，那是正常的。像“時空統一體”這樣的詞聽起來確實不像人話。實際上，它遠非科幻小說。這其實是可以幫助解釋我們存在基礎的理論科學結構。

時空統一體這個想法源自阿爾伯特愛因斯坦想象豐富的成果。通過發展他獨特、普適的相對論的過程中，愛因斯坦檢驗了與光速有聯絡的物理定律。

愛因斯坦總結道時間和空間，與其說是相互分離和不相關的現象，不如說它們實際上是跨越多個維度交織的統一體（稱為時空）。那麼時空統一體有幾個維度呢？

時空統一體包含四個維度：空間的三個維度（長度，寬度，高度……或者上/下，左/右，前/後，取決於你怎麼去看待它們）和第四個維度——時間。愛因斯坦的相對論激勵其他的科學家研究空間和時間的關係。

這一切看起來是不是有點迷糊？如果是的話不用擔心！時空統一體和愛因斯坦的相對論都是先進的科學思想，就連科學家們有時在理解它的意義和重要性是也存在著疑慮。先不深入令人困惑的細節，我們先看一下源於時空統一體的幾個有趣的想法。

圖解: 本圖展示了球面上的點x的切空間。這個向量空間可以看作ℝ3的子空間。其中的向量則叫作“幾何切向量”。同理，平坦時空中任一點的切空間可以視為時空的子空間。

預想時空統一體的方法之一就是想象一大塊布料，比如一張床單。愛因斯坦意識到有品質的物體，比如一個人或者地球，產生了時空扭曲。

想象在床單中間放一個保齡球。保齡球周圍的地方會被壓下去，在床單上產生一個凹陷。這些凹陷代表了時空統一體結構的彎曲。愛因斯坦將這些時空統一體中的彎曲定義為萬有引力。

圖解：光錐是閔可夫斯基時空下能夠與一個單一事件通過光速存在因果聯絡的所有點的集合。

那麼這些彎曲是真的嗎？儘管科學家們不能觀測到或是測量時空，但是他們已經可以證實愛因斯坦預言的某些現象。比如光在經過品質很大的物體時，光跡會彎曲。這個現象也就是引力透鏡，被正在使用引力透鏡理論以研究被大品質星體擋住的星系、恆星或者其他星體的宇航員所觀察到。

圖解：三維歐幾里得空間中的每個點由三個座標確定。

愛因斯坦也推理到時空的相對性也意味著一個運動中的物體會比其他（相對靜止的）物體感受到的時間變得更慢。在地球上，我們運動的太慢了而觀察不到這個現象。儘管科學家們已經證實了這個理論的正確性。

圖解：萬有引力使行星按照自身的軌道圍繞太陽運轉

每一天，組成GPS的衛星與地球上的時鐘相比會有約38微秒的延遲。如果沒有內建校準使它們的時鐘與地球的時鐘保持同步，這會影響它們造成幾英里的定位精度差。所以下次你使用GPS裝置完成地理快取時，你可以告訴你的朋友們你們的定位資訊來自很接近的未來！

時空

在物理學中，時空是融合了三個空間維度和一個時間維度的四維統一體的不確定數學模型。時空圖可以使對論效應視覺化，比如為什麼不同觀測者對某一事件發生的時間和地點的觀察結果是不同的。

直到20世紀末，宇宙的幾何假設還是三維的（它空間上用座標，距離和方向來表示），沒有時間的一個維度。然而，在1905年，埃爾伯特愛因斯坦開創性的工作基於他的狹義相對論並做出了兩個假設：（1）物理定律在所有慣性系（也就是非加速參考系）中是保持不變的（也就是完全相同的）；（2）真空中的光速與光源的速度無關，對所有觀測者都是以相等的。

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3. 半葉飛舟-