作业帮什么是四维世界?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/05/07 20:54:03
什么是四维世界?
什么是四维世界?
什么是四维世界?
四维空间
四维空间是一个时空的概念.简单来说,任何具有四维的空间都可以被称为“四维空间”.不过,日常生活所提及的“四维空间”,大多数都是指爱因斯坦在他的《广义相对论》和《狭义相对论》中提及的“四维时空”概念.根据爱因斯坦的概念,我们的宇宙是由时间和空间构成.时空的关系,是在空间的架构上比普通三维空间的长、宽、高三条轴外又加了一条时间轴,而这条时间的轴是一条虚数值的轴.
四维空间与光速
根据爱因斯坦相对论所说：我们生活中所面对的三维空间加上时间构成所谓四维空间.由于我们在地球上所感觉到的时间很慢,所以不会明显的感觉到四维空间的存在,但一旦登上宇宙飞船或到达宇宙之中,使本身所在参照系的速度开始变快或开始接近光速时,我们能对比的找到时间的变化.如果你在时速接近光速的飞船里航行,你的生命会比在地球上的人要长很多.这里有一种势场所在,物质的能量会随着速度的改变而改变.所以时间的变化及对比是以物质的速度为参照系的.这就是时间为什么是四维空间的要素之一.
光速
真空中的光速是一个物理常数（符号是c）,等于299,792,458米/秒.根据爱因斯坦的相对论,没有任何物体或信息运动的速度可以超过光速.
光速的测量方法：最早光速的准确数值是通过观测木星对其卫星的掩食测量的.还有转动齿轮法、转镜法、克尔盒法、变频闪光法等光速测量方法
1983年,光速取代了保存在巴黎国际计量局的铂制米原器被选作定义“米”的标准,并且约定光速严格等于299,792,458米/秒,此数值与当时的米的定义和秒的定义一致.后来,随着实验精度的不断提高,光速的数值有所改变,米被定义为1/299,792,458秒内光通过的路程.
根据现代物理学,所有电磁波,包括可见光,在真空中的速度是常数,即是光速.强相互作用、电磁作用、弱相互作用传播的速度都是光速,根据广义相对论,万有引力传播的速度也是光速,且已于2003年得以证实.根据电磁学的定律,发放电磁波的物件的速度不会影响电磁波的速度.结合相对性原则,观察者的参考坐标和发放光波的物件的速度不会影响被测量的光速,但会影响波长而产生红移、蓝移.这是狭义相对论的基础.相对论探讨的是光速而不是光,就算光被稍微减慢,也不会影响狭义相对论.
为什么速度接近光速时间会变慢?
光速的物理
接近光速情况下,迪卡儿座标系不再适用.同样测量光线离开自己的速度,一个快速追光的人与一个静止的人会测得相同的速度（光速）.这与日常生活中对速度的概念有异.两车以50km/h的速度迎面飞驰,司机会感觉对方的车以50 + 50 = 100km/h行驶,即与自己静止而对方以100km/h迎面驶来的情况无异.但当速度接近光速时,实验证明简单加法计算速度再不凑效.当两飞船以90%光速的速度（对第三者来说）迎面飞行时,船上的人不会感觉对方的飞船以90% + 90% = 180%光速速度迎面飞来,而只是以稍低于99.5%的光速速度行驶.结果可从爱因斯坦计算速度的算式得出：
v + w
u=---------
1+vw/cc
v和w是对第三者来说飞船的速度,u是感受的速度,c是光速.
（备注：由于不能打公式,所以上面那个打的不太好,cc就是c的平方）
参考资料：维基百科+google+自己写的