Introducción al concepto de espacio-tiempo cuatridimensional
Espacio bidimensional
Un experto hizo una vez una analogía: asumimos que algunas personas planas que viven en un espacio bidimensional solo tienen un concepto plano. Si desea encerrar a una persona en un plano bidimensional, solo necesita dibujar un círculo alrededor de ella con una línea, de modo que no pueda salir del círculo en un espacio bidimensional pase lo que pase.
1. En primer lugar, la constitución de un mundo debe cumplir dos condiciones: espacio y tiempo. Si alguno de los dos no existe, entonces el mundo no tiene significado, lo que significa que no existe.
2. Las leyes físicas de un mundo son necesarias, y las leyes de funcionamiento de todas las cosas en el mundo deben ser limitadas, de lo contrario la existencia de esta cosa es imposible (como dice el refrán, todo es relativo). ). Según la teoría del espacio dimensional, es ilógico que seres de dimensiones superiores controlen el tiempo o el espacio.
El espacio de cuatro dimensiones es tal como dijo Einstein, agregando una línea de tiempo al espacio de tres dimensiones, porque no importa cuántas dimensiones haya, son inseparables de la inversión de tiempo, allí. ¡No hay espacio! El tiempo y el espacio son inseparables y la separación no tiene sentido. Cuando una regla gira en un espacio tridimensional (excluyendo el tiempo) (centrado en un punto o línea fuera de la regla), su longitud no cambia, pero cuando se gira, sus valores de coordenadas cambian y las coordenadas están relacionadas. La importancia del espacio-tiempo de cuatro dimensiones es que el tiempo es la coordenada de cuarta dimensión, que está relacionada con las coordenadas espaciales, es decir, el espacio-tiempo es un todo unificado e indivisible, y son un "cambio único". relación de "un cambio".
El espacio de cuatro dimensiones es el tiempo y el espacio actuales. Los cuaterniones se utilizan para facilitar la comprensión de los efectos relativistas causados por el espacio de cuatro dimensiones. Consulte "Sobre el significado geométrico y las aplicaciones físicas de los cuaterniones". El espacio de cuatro dimensiones es un concepto de espacio-tiempo. En pocas palabras, cualquier espacio de cuatro dimensiones puede denominarse "espacio de cuatro dimensiones". Pero el "espacio cuatridimensional" mencionado en la vida diaria se refiere principalmente al concepto de "espacio-tiempo cuatridimensional" mencionado por Einstein en su teoría general de la relatividad y su teoría especial de la relatividad. Según el concepto de Einstein, nuestro universo está compuesto de tiempo y espacio. La relación entre el tiempo y el espacio es agregar un eje de tiempo a los tres ejes de largo, ancho y alto del espacio tridimensional ordinario. Este eje de tiempo es un eje imaginario.
Según la teoría de la relatividad de Einstein, el espacio tridimensional al que nos enfrentamos en la vida más el tiempo constituye el llamado espacio cuatridimensional. Debido a que el tiempo que sentimos en la Tierra es muy lento, obviamente no sentiremos la existencia de un espacio de cuatro dimensiones, pero una vez que abordemos la nave espacial o lleguemos al universo, cuando la velocidad de nuestro sistema de referencia comience a acelerarse o se acerque a la. velocidad de la luz, podemos comparar los cambios de Discover en el tiempo. Si viajaras en una nave espacial viajando casi a la velocidad de la luz, tu esperanza de vida sería mucho más larga que la de un terrícola. Aquí hay un campo potencial y la energía del material cambia con el cambio de velocidad. Entonces los cambios y contrastes en el tiempo se basan en la velocidad de la materia. Por eso el tiempo es uno de los elementos del espacio de cuatro dimensiones. El espacio-tiempo de cuatro dimensiones no se limita a esto. Según la relación entre masa y energía, la masa y la energía son en realidad lo mismo. La masa (o energía) no es independiente, sino que está relacionada con el estado de movimiento. Por ejemplo, cuanto mayor es la velocidad, mayor es la masa. En el espacio y el tiempo de cuatro dimensiones, la masa (o energía) es en realidad el cuarto componente del impulso de cuatro dimensiones. El momento es la cantidad que describe el movimiento de la materia, por lo que es natural que la masa esté relacionada con el estado de movimiento. En el espacio-tiempo de cuatro dimensiones, el impulso y la energía están unificados y se denominan los cuatro vectores de energía y impulso. Además, las ecuaciones de velocidad de cuatro dimensiones, aceleración de cuatro dimensiones, fuerza de cuatro dimensiones y campo electromagnético de cuatro dimensiones se definen en el espacio y el tiempo de cuatro dimensiones. Vale la pena mencionar que la ecuación del campo electromagnético de cuatro dimensiones es más completa. Unifica completamente la electricidad y el magnetismo, y los campos eléctricos y magnéticos. Descrito por un tensor de campo electromagnético unificado. Las leyes físicas del espacio-tiempo cuatridimensional son mucho más perfectas que las del espacio tridimensional, lo que demuestra que nuestro mundo es efectivamente cuatridimensional. Se puede decir que es al menos mucho más perfecta que la mecánica newtoniana. Al menos por su perfección, no podemos dudarlo.
En la teoría especial de la relatividad, el tiempo y el espacio constituyen un todo indivisible: el espacio-tiempo de cuatro dimensiones. La energía y el impulso también constituyen un todo indivisible: el impulso de cuatro dimensiones. Esto muestra que puede haber conexiones profundas entre algunas cantidades aparentemente no relacionadas en la naturaleza. Cuando hablemos de la relatividad general en el futuro, también veremos que existe una conexión profunda entre los cuatro vectores del espacio-tiempo, la energía y el impulso.