四維都包括什麼

2021-05-09 00:14:12 字數 1944 閱讀 2498

1樓:墨興發

四維空間

四維空間是一個時空的概念。簡單來說,任何具有四維的空間都可以被稱為「四維空間」。不過,日常生活所提及的「四維空間」,大多數都是指愛因斯坦在他的《廣義相對論》和《狹義相對論》中提及的「四維時空」概念。

根據愛因斯坦的概念,我們的宇宙是由時間和空間構成。時空的關係,是在空間的架構上比普通三維空間的長、寬、高三條軸外又加了一條時間軸,而這條時間的軸是一條虛數值的軸。

四維空間與光速

根據愛因斯坦相對論所說:我們生活中所面對的三維空間加上時間構成所謂四維空間。由於我們在地球上所感覺到的時間很慢,所以不會明顯的感覺到四維空間的存在,但一旦登上宇宙飛船或到達宇宙之中,使本身所在參照系的速度開始變快或開始接近光速時,我們能對比的找到時間的變化。

如果你在時速接近光速的飛船裡航行,你的生命會比在地球上的人要長很多。這裡有一種勢場所在,物質的能量會隨著速度的改變而改變。所以時間的變化及對比是以物質的速度為參照系的。

這就是時間為什麼是四維空間的要素之一。

光速 真空中的光速是一個物理常數(符號是c),等於299,792,458米/秒。根據愛因斯坦的相對論,沒有任何物體或資訊運動的速度可以超過光速。

光速的測量方法: 最早光速的準確數值是通過觀測木星對其衛星的掩食測量的。還有轉動齒輪法、轉鏡法、克爾盒法、變頻閃光法等光速測量方法

2023年,光速取代了儲存在巴黎國際計量局的鉑制米原器被選作定義「米」的標準,並且約定光速嚴格等於299,792,458米/秒,此數值與當時的米的定義和秒的定義一致。後來,隨著實驗精度的不斷提高,光速的數值有所改變,米被定義為1/299,792,458秒內光通過的路程。

根據現代物理學,所有電磁波,包括可見光,在真空中的速度是常數,即是光速。強相互作用、電磁作用、弱相互作用傳播的速度都是光速,根據廣義相對論,萬有引力傳播的速度也是光速,且已於2023年得以證實。根據電磁學的定律,發放電磁波的物件的速度不會影響電磁波的速度。

結合相對性原則,觀察者的參考座標和發放光波的物件的速度不會影響被測量的光速,但會影響波長而產生紅移、藍移。這是狹義相對論的基礎。相對論**的是光速而不是光,就算光被稍微減慢,也不會影響狹義相對論。

為什麼速度接近光速時間會變慢?

光速的物理

接近光速情況下,迪卡兒座標系不再適用。同樣測量光線離開自己的速度,一個快速追光的人與一個靜止的人會測得相同的速度(光速)。這與日常生活中對速度的概念有異。

兩車以50km/h的速度迎面飛馳,司機會感覺對方的車以50 + 50 = 100km/h行駛,即與自己靜止而對方以100km/h迎面駛來的情況無異。但當速度接近光速時,實驗證明簡單加法計算速度再不湊效。當兩飛船以90%光速的速度(對第三者來說)迎面飛行時,船上的人不會感覺對方的飛船以90% + 90% = 180%光速速度迎面飛來,而只是以稍低於99.

5%的光速速度行駛。結果可從愛因斯坦計算速度的算式得出:

v + w

u=---------

1+vw/cc

v和w是對第三者來說飛船的速度,u是感受的速度,c是光速。

(備註:由於不能打公式,所以上面那個打的不太好,cc就是c的平方)

參考資料:維基百科+google+自己寫的

2樓:

(x,y,z,t)

如果一質點在x軸上移動a,y軸上移動b,z軸上移動c,t(時間)軸上移動d,其中a,b,c,d都為正數,則質點的速度v=根號下(abc的平方和)/d,v小於等於光速。

3樓:提問世界者

上下,左右,前後,時間

4樓:光體能量人

時間(一維)+空間(三維)=時空(四維)

5樓:匿名使用者

點,線,面,體,時間

6樓:

因為時間不存在,所以四維是三維「體」運動得到。既然跟運動有關,那就產生了力,能量引起物體運動。所以四維之中包括了能量、空間(x軸,y軸,z軸)和物質等。

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