四维时空指的是什么

奇闻趣事 2023-03-29 13:10www.nkfx.cn奇闻趣事

四维时空指的是什么呢?不知道的小伙伴与趣谈网小编一起来了解一下吧!

在数学上有各种多维空间,但目前为止,我们认识的物理世界只是四维,即三维空间(现实世界)加一维时间。四维时空是构成真实世界的最低维度,我们的现实世界恰好是四维,至于高维真实空间,至少我们还无法感知,就如人将蚂蚁面前的一块食物拿起来,蚂蚁只当它凭空消失。因为蚂蚁的空间理念是二维空间,在它们那理解不了高度。而我们理解四维也就像蚂蚁去理解这个食物为什么会消失,也就是去理解三维世界一样。

四维时空不仅限于此,由质能关系知,质量和能量实际是一回事,质量(或能量)并不是独立的,而是与运动状态相关的,比如速度越大,质量越大。在四维时空里,质量(或能量)实际是四维动量的第四维分量,动量是描述物质运动的量,质量与运动状态有关就是理所的了。在四维时空里,动量和能量实现了统一,称为能量动量四矢。在四维时空里还定义了四维速度,四维加速度,四维力,电磁场方程组的四维形式等。值得一提的是,电磁场方程组的四维形式更加完美,完全统一了电和磁,电场和磁场用一个统一的电磁场张量来描述。四维时空的物理定律比三维定律要完美的多,这说明我们的世界的确是四维的。

在狭义相对论中,时间与空间构成了一个不可分割的整体——四维时空,能量与动量也构成了一个不可分割的整体——四维动量。这说明自然界一些看似毫不相干的量之间可能存在深刻的联系。在今后论及广义相对论时我们还会看到,时空与能量动量四矢之间也存在着深刻的联系。

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