理论上时空是什么时空指的是什么( 五 ) _小知识

卡西米尔效应——是指真空中两片中性（不带电）的金属箔，在距离非常非常小的时候，会出现互相的吸力，也就是卡什米尔力，这在经典理论中是不会出现的现象。而产生这种吸力的原因，就是在金属箔之间的距离，小于真空中虚粒子的波长时（波粒二象性），虚粒子就无法存在于金属箔之间，从而金属箔外的虚粒子就会迫使金属箔相互靠拢。
由此可见，真空并不是空的，里面充满了场和能量，而在宇宙中，也没有什么地方是“空”的，因为物质无处不在，并且也只有物质存在，才会有空间的存在。
再从另一个角度来看，如果宇宙真的存在“空无一物”（即没有物质）之处，那么此处也应该不存在物理定律才对——但我们知道，物理定律在宇宙中是普适的，即无处不在的。
因此可以说，有物质才有空间——物质变化的呈现就是空间。
时间与空间如前文所述，时间与空都是源于物质的变化，于是时间与空间，就（通过物质变化）一起构成了——紧密联系不可分割的时空，并且时空与物质，就像是一个统一的整体，是一个共同的本质，所呈现的不同表象。

时空区域——是在一段时间内的空间区域，它拥有这段时间内空间区域中，所有发生事件的记录，即所有物质变化的记录。

例如，在宇宙大爆炸的奇点，物质还没有开始变化，所以时间与空间都是不存在的，同时一切物理定律也是不存在的，因为物理定律，就是描述物质变化的规律。
既然如此，那么物质变化所产生的互相作用，以及所形成的特性，也就会体现在时间与空间所构成的时空之上。
所以，如果物质可以弯曲，那么时空也就可以弯曲。
在广义相对论中，爱因斯坦认为，质量会让时空弯曲，如果时空弯曲，光的路径就会弯曲，因此光就会弯曲。于是，光在通过强引力场附近时会发生弯曲，这就是广相的重要预言之一。而光路径的“弯曲效应”早已经被实验所证实。
例如，遥远恒星的光线，经过太阳时会产生偏折。
在此需要注意的是，从广相的视角来看，时空弯曲产生了“引力效应”，同时改变了光的路径，所以并不是引力的吸引让光弯曲。并且光没有质量，这意味着光本身不会弯曲（影响）时空，但仍然会受到（其它质量）弯曲时空的影响。
例如，通过实际观测，发现光路径弯曲的角度，与广相的计算结果一致，而广相认为没有引力，只有时空弯曲。

如果用狭相把光子的能量等效质量，再用万有引力计算，那么光的弯曲角度，只有广相计算的一半，即：（万有引力 + 狭相）产生的弯曲角度 * 2 = 广相弯曲角度。

由此可见，物质变化——就是时空、质量与能量，三者地联动变化，即：
质量弯曲时空，时空指引运动，运动产生能量，能量改变质量。
然而，如果时间与空间是一个时空整体，那么我们就可以说，空间结构与时间结构是存在映射关系的，即：空间形状一定对应了一种时间形状。
那么，时空弯曲就对应了空间弯曲与时间弯曲，其中空间弯曲，即是如马鞍或球面那样的空间结构，但对于时间弯曲，具体是什么意思呢？
这说明了——时间在不同的（空间）位置上有不同的（流逝）速度，我们就说时间是弯曲的，即：时间的流逝速度，对应了空间结构的曲率，也就是不同的加速度，对应了不同的时间速度。
所以，光在弯曲时空中，沿着最短路径“测地线”运动，就是沿着时间流逝最慢的方向传播，因为“测地线”是在流形上加速度为0的曲线。

时空曲率——意味着几何结构无法在二维平面展开，如球面、马鞍等，而像圆柱则可以在二维平面展开。

于是，更进一步，那些奇异的空间结构（形状）——如乌比斯环（带）、克莱因瓶这种回环递归结构，也就存在对应的时间结构，即：时间的回路循环结构，也就是穿越时间的旅行。
有趣的是，哥德尔从（广相）引力场方程中，解出了一个时空循环的宇宙，即：宇宙中存在一种世界线是“封闭”的自我循环结构，这被称为——封闭式类时间曲线（Closed Time Like Curves, CTCs），并且根据哥德尔的计算，这类宇宙的尺寸应该是极大的——可能达到数十亿光年。
而这种宇宙，没有入口也没有出口，从起点可以回到终点——这不仅说明，宇宙将会周而复始的循环，还隐含着穿越时间回到过去的可能——但回到过去，并不能改变历史（因为一旦改变就会形成一个新的平行宇宙）。

理论上时空是什么 时空指的是什么( 五 )

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