四维时空指的是什么, 四维时空是什么意思?不知道小伙伴们和边肖去了解一下!
数学中有各种多维空间,但到目前为止,我们所知道的物理世界只有四维,即三维空间(现实世界)加上一维时间。四维时空是构成现实世界的最低维度,而我们的现实世界恰好是四维的。对于高维真实空间,
至少我们感知不到,就像人在蚂蚁面前拿起一块食物,蚂蚁只是觉得它凭空消失了。因为蚂蚁的空间概念是二维空间,无法理解那里的高度。我们理解四维就像蚂蚁理解为什么食物会消失一样。
那就是了解三维世界。
四维时空不仅限于此。根据质能关系,质能其实是一回事。质量(或能量)不是独立的,而是与运动状态有关。比如速度越大,质量越大。在四维时空中,质量(或能量)其实是四维动量的第四个分量。
动量是描述物质运动的量,所以质量和运动状态有关系是很自然的。在四维时空中,动量和能量是统一的,称为能量动量的四个矢量。此外,在四维时空中定义了四维速度、四维加速度、四维力和电磁场方程的四维形式
值得一提的是,电磁场方程组的四维形式更加完善,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。四维时空的物理规律比三维规律完善得多,这说明我们的世界确实是四维的。
在狭义相对论中,时间和空间构成了不可分割的整体——四维时空,能量和动量也构成了不可分割的整体——四维动量。这说明自然界中一些看似不相关的量之间可能存在着很深的联系。
以后我们讲广义相对论的时候,也会看到时空和能量动量四个矢量之间也有着深刻的联系。
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