愛因斯坦所說的空間彎曲,是向上還是向下?
看到圖中的兩幅圖時,我們會想起愛因斯坦說的「空間彎曲」,那麼,
它到底是向上彎曲的還是向下彎曲的,哪個方向是上?哪個是下呢?
其實,圖中的兩幅圖都只是二維的演示圖,實際上在真實的三維世界中,它是一個球體,也就是說,引力造成的空間彎曲是朝著各個方向。
舉個例子,不管你在地球的北極上方,還是南極上方,都能感受到強大的引力,也就是說,地球的引力不是自上而下,或自左到右的,而是無處不在。
對於空間彎曲這個概念,按照曲率的不同,可以分為三種不同的空間,當曲率為1,空間為黎曼球空間,如圖所示。
這個概念其實非常重要,甚至影響了量子力學的發展。
當空間曲率為-1時,空間為羅巴切夫斯基空間。當曲率為0,空間為大家熟悉的歐式空間,這個空間大家都十分熟悉了,比如四維空間這個猜想,很多人說人類作為三維生物,難以理解四維世界(三維+時間維度),甚至無法認知它。這一點其實是對歐式幾何的誤解,因為時間似乎並非一個額外的維度,僅僅是運動或變化的快慢速度。
再說回空間彎曲,這個問題能問出來實際上表示大家的思想已經非常靠前了。
在過去,我們對於黑洞的模擬圖是這樣的:
後來人們也逐漸意識到:那下面的物質怎麼辦?被吸引到哪裡去了?那個細小的長線一直延伸嗎?引力豎直向下嗎?
這個模擬圖的修正直到著名電影《星際穿越》的問世才伴隨著出來,作為電影的科學顧問基普索恩先生必須保證電影的高真實性,所以在他的領導下,假想圖問世了,是這樣的:
球形!因為引力方向無處不在!
那麼大家就有問題了,黑洞吸引的物質哪裡去了?去往另一個宇宙了嗎?
NO,實際上還在這個黑洞的視界內,高密集地堆積了,甚至物質都化為了高密度的能量態,直到最後隨著"霍金輻射"輻射而出。
這就是引力的空間彎曲引申出的神奇的事實。
引力,無處不在。
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