理论上时空是什么时空指的是什么( 六 ) _小知识

为了庆祝爱因斯坦70岁的生日，哥德尔送给他一个令人惊讶的计算结果，作为礼物，即：引力场方程中——存在时空循环的宇宙。

最后，从某种角度来看，距离即是时间，因为需要“物质变化”才能穿越距离，而距离又是空间的属性，所以——空间就是一种时间。
四维时空在狭义相对论中，宇宙模型是一个四维时空，即：三维空间加上一个一维时间。在此我们可看到，空间有三个自由度，而时间只有一个自由度。
而爱因斯坦思维的飞跃性就在于：他认为在四维时空里，宇宙的一切事物都以一个固定的速度在运动，即光速。因此，他把这个想法称之为——光速不变性，即反映光速不变的特性。

爱因斯坦曾今，一度想把相对论命名为——“不变论” 。

那么，要理解四维时空的光速不变性，就要从时间与空间两个角度分别来看，然后再合起来看两者的关联，最后才能感知光速不变性的意义。
首先看空间
在空间中有速度，并且任何一个方向上的速度，都可以分解成三个空间维度上的分速度。也就说，在空间里，速度可以在三个维度之间分解与合成，不同的形式是等价的。
例如，在三维空间中，任意方向的速度，都可以分解成，XYZ轴方向的三个速度。而空间速度的意义，其实就是在三个轴上的运动快慢。
然后看时间
那么，在时间维度中有速度吗？
显然是有的，这就是时间流逝的快慢，这对应了空间里运动的快慢，即：流逝快慢对应运动快慢。
而不同之处就在于，空间速度有三个维度，时间速度只有一个维度。
接着看时空
既然时空是一个整体，且三维中的速度可以分解与合成，而时间维度也有一个速度，那么在四维时空里，空间速度与时间速度，可以互相分解与合成吗？
爱因斯坦认为，是可以的，并且在四维时空里，合速度的上限，就是光速——这就是光速在四维时空里的不变性。
这也就是说，当一个物体，在空间中（相对）静止的时候，此时它的空间速度就是0，时间速度就是光速；那么，如果物体的空间速度越来越快，它的时间速度就会越来越慢，但合速度始终保持是光速；最后，如果物体的空间速度抵达光速，它的时间速度就是0 。
由此得出的，就是狭相的结论，即：相对速度越快（空间速度越快），时间越慢（时间速度越慢），如果相对速度抵达光速（空间速度抵达光速），那么时间静止（时间速度为0），相反如果相对静止（空间速度为0），那么时间速度就会是光速。
例如，光子就是空间速度为光速，时间速度为0，而相对静止的物体，就是空间速度为0，时间速度为光速。
可见，这个模型建立的前提，就是光速是速度的极限。
理解时间速度
时间速度为0，很好理解，就是时间不再变化，结合前文论述，也就是物质不再变化。
那么，时间速度为光速是什么意思呢？
从具象的想象来看，就是钟表指针旋转的速度是光速，或有个物体的运动（如钟摆、光子）计量了时间，而这个物体的运动速度是光速。
从物质变化角度来看，如果时间速度为光速，其实就是物质变化为光速，即：物质内部存在一个变化量为光速（这里光速代表的是一个数值），而这可以有两种形式：

第一，变化量从0到光速。
第二，变化量从光速到0 。

那么对应到现实，我们看到物质（衰变）辐射出光子的过程，就会在物质内部存在“空间速度从0到光速”且“时间速度从光速到0”的变化。
因为，物质内部减少的质量转变成了光子，于是质量的空间速度——就从0跳变成了光子（空间速度）的光速，而空间速度与时间速度是对应的（即合速度是光速），所以质量的时间速度——必然就是从光速跳变成了光子（时间速度）的0 。
由此可见，质量转变成光子的过程——就可以理解为相对静止的时间速度，即：时间速度为光速，也就是物质存在光速变化量。而时间速度，其实也是一种运动，这就像空间速度是一种运动一样。
最后，我们发现物质变化，其实就是“质量到光子”即“质量到能量”的转化。而光子没有质量，只有能量，且时间静止，这说明了——质量拥有时间，能量没有时间，质量到能量的转化，即是时间的方向。
场与以太曾经，人们认为宇宙空间中，充满了一种看不见摸不着的空间介质，称之为以太。

理论上时空是什么 时空指的是什么( 六 )

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