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空间被改造成什么样了?物理学家告诉你

来源:网络整理 浏览:0 2024-02-28 16:03:03

自古以来,人类对“时间的感知”的探索多于“时间的本质”。 但今天,我们要从时间的物理本质出发,了解最聪明的物理学家向我们展示了一幅什么样的时间图景。

本文共约3424字。 建议阅读时间为8分钟。 你会得到:

这篇文章很有可能颠覆你对时间的认知。 建议您仔细阅读并思考。

俗话说:“观念不被打破,才能成立”。 我们首先需要破除“宇宙中时间均匀流逝”的错误观念。

无限的空间是“宇”,无限的时间是“宇宙”。爱因斯坦的时空观

我们首先需要考虑另一个看似无关的问题——“当太阳和地球之间没有任何东西的时候,它们如何能够相互吸引呢?”

爱因斯坦找到了一个合理的解释。 他猜测太阳和地球并不是直接相互吸引,而是分别对周围的事物产生影响。 周围有什么? 只有时间和空间。

也就是说,爱因斯坦认为,太阳和地球“改造”了周围的空间和时间,从而影响天体的运动,使它们看起来相互吸引。 这实际上就是“广义相对论”。

广义相对论的本质,简而言之,就是“引力即时空”。

空间变成了什么? 下面这个小实验可以很好地帮助我们了解一个巨大的天体对周围空间造成的变化。 你看,大球和小球之间没有引力,但它们似乎被吸引了。 这就是弯曲的空间。 地球实际上是在太阳弯曲的空间中“走直线”。

时间随着空间一起弯曲

时间也发生了转变。 距离天体越近,时间过得越慢。 此外,质量越大的天体周围时间流逝得越慢。

例如,黑洞是一个质量极大的天体。 在它周围,时间流逝得非常缓慢,以至于在边界(称为“事件视界”)处,时间完全停止!

时间在黑洞周围移动得非常缓慢

太阳实际上是一颗质量比较小的恒星,所以围绕太阳的时间流逝得更快,这使得我们人类文明的科技得以快速发展; 如果它围绕着一颗超大质量恒星,时间就会过得更快。 如果很慢,文明和科技就很难快速发展。

因此,严格来说,山顶的时间比海底的时间过得快,头顶的时间比脚底的时间过得快。

那么为什么天体周围的时间会变慢呢?

原因依然是“空间扭曲”,即天体“压缩”周围的空间。 通俗地说,比如原来10米的距离被压缩到1米,也就是说一个光子通过1米的距离实际上跨越了10米。 由于光速不变,所以需要10倍的时间; 在相同的光速下,运动速度更慢,在我们看来这意味着时间正在变慢。

因此,时间和空间是不可分割的,时间就是空间。

时间和空间不能分开考虑

时间的流逝取决于空间。 我们用一个不严谨但容易理解的简单公式来表达——

t = t (x,y,z)

“现在”的概念只在局部有效

假设距离地球4光年有一颗“Proxima b”恒星。 你的朋友“小艾”生活在这个星球上。 你非常想念她,所以你想知道——“她现在在做什么?”

要知道,我们需要4年的时间才能以最快的速度(光速)向比邻星传送信息,而她又需要4年的时间才能回复信息并说“我现在正在玩”地球。 那么,我们是否可以说“小艾”回复我们时提到的“现在”是四年后呢?

不能。 在 Proxima b 上,没有与“现在”相对应的特定时刻。

如下图所示,回复消息的时间可以是a、b、c中的任意时间。 我们唯一确定的是回复消息晚于发送消息且早于接收消息。 因此,比邻星b上的“现在”是一个时间段,长达8年。

如果你给沉阳的朋友打电话,问住在深圳的朋友:“你现在在做什么?” 现在这个概念是有效的,因为它对应的时间段太短了。

因此,我们的“现在”无法延伸到整个宇宙,它只是我们周围不远的一个气泡。 这个气泡的大小取决于我们的时间精度。 如果我们使用纳秒,“现在的气泡”的直径约为几米; 如果我们使用毫秒,“现在的泡沫”就有数千公里宽。

因此,“现在的宇宙”是没有意义的。

有意义的只是事件发生的顺序,例如“先发送消息,然后接收消息”。

我们只能知道事件B发生在事件A之后,事件C也发生在事件A之后。但是,我们无法知道任意两个事件发生的顺序。 这种时间结构被称为“时间偏序结构”(而不是“全序”),这就是我们人类理解的宇宙时间模型。

世界是一个“相互关联的事件的网络”

至此的伏笔可以得出一个很多人可能没有听说过的结论——

“在物理学中,没有必要从众多变量中挑选出一个变量并将其命名为时间。”

这话怎么说呢?

模糊时间_模糊时间窗_模糊时间窗的概念

我们在研究物理量f和物理量g时,通常会用时间维度来表达,然后分析两个物理量之间的关系——

f(t) ~ g(t)

然而,事实上,我们不需要使用时间t,我们只需要了解事物之间的变化——

f ~ g 或 f(g)

“量子引力”的基本方程就是这样,没有时间变量。

从这个角度来看,“时间”并不真正存在,它只是人类为了方便认识世界而创造的一个中间变量; 真正存在的只是事物之间的相关性。

这个世界是一个由相互关联的事件组成的网络,其中的变量遵循概率定律。

因果关系崩溃

从地球人类的角度来看,一切事物都有因果。 事件f与事件g相关,如果f发生在g之前,则f是g的原因。 毕竟,原因发生在结果“之前”。

在这里,我们再深入思考一下如何确定“之前”或“之后”?

例如,我们手里有一副扑克牌。 前26张牌是黑色的,最后26张牌是红色的。 现在让我们洗牌。 你能区分“洗牌前”和“洗牌后”的牌吗?

当然。 洗完牌后,牌的顺序就乱了。

这就是“熵”的概念。 洗牌前相对有序的牌称为“低熵”; 洗牌后相对无序的牌称为“高熵”。

从低熵到高熵,这就是时间的顺序,这就是时间的顺序。

然而,玻尔兹曼指出了一个我们都忽视的重要问题:

我们所认为的有序和无序是基于这样一个事实:我们只关注“红和黑”的颜色,如果我们观察每张卡片的所有细节,那么每一种排列都是特殊的和独特的。

因此,所谓熵只是因为我们以“模糊的方式”描述世界。

因为我们对事物的观察太宏观、太模糊,所以我们有了时间的概念,有了因果的逻辑。 如果我们观察微观的事物,那么过去和未来的差别就会消失,因果关系也就没有差别了。 任何差异。

因此,在基本物理定律中,准确地说,它们不涉及因果关系,而只涉及“定律”,而这些定律无论是“从过去到未来”还是“从未来到过去”都是正确的。

换句话说,物理的基本定律关于时间是对称的。 时间没有方向。

时间和意识

文章的最后,我们从主观的角度来谈谈“人心中的时间”。

虽然物理学几乎是在直接告诉我们“时间根本不存在,时间只是人类的幻觉”。 然而,人类主观意识感受到的却是“真实的时间流逝”。

而且,时间在意识中流逝的速度显然不是线性的,而是“极其非线性”。

例如,睡了8个小时,醒来后感觉只过了几分钟; 昏迷了几天,醒来的感觉就像只是一瞬间; 而有些事情,回想起来总是感觉很漫长,比如和恋人的关系。 一个甜蜜的时刻,一次紧张激动的演讲,或者一次重要的高考。

时间就是记忆。 没有记忆就没有时间感。

密集而深刻的记忆等于更长的时间。

更明确地说,意识移动得越快,时间流逝得越慢。

现在你知道为什么有些人可以在同一时间做更多的事情了吧? 现在你知道了,据说每个人一天都有公平的24小时,但事实上,如果你控制自己的意识,保持清醒的头脑,你就可以拥有一天24小时。 给你带来的时间可能远远超过24小时。

因此,时间控制实际上就是意识控制。

所以,我们知道如何控制时间。 以下是三种可以提高意识速度、赢得更多时间的“思维工具”:

1、有一个非常强大的思维工具,叫做“心理预演”,就是在脑海中模拟即将发生的动作。 这样,对于你的意识来说,就相当于经历了很多动作,时间就在不经意间获得了。 推而广之,科学家们已经证明了这种行为的有效性,即使在体育运动中也是如此。

2.警惕“无意识、无思想”的活动。 最简单的例子就是“看视频”。 您必须谨慎对待视频。 很多人可能都意识到了这个问题。 当我们看视频的时候,我们的大脑几乎不工作,几个小时很快就过去了。 ,回想起来,好像我什么也没学到;

3. 记录时间。 换句话说,记录活动。 让时间在意识中留下痕迹,这样你才能对时间有更具体、更准确的判断。 关于“记录和反思的力量”,其实它的重要性对于一个人的成长几乎是决定性的。 有机会我会详细分析。

时间,时间。