印江土家族苗族自治新闻网

什么是时空连续体?连续统一意味着什么?一个坐标系为你解惑

2019-08-29 11: 59: 55天文在线

什么是时空连续体?

不久前,观众的一封信中提到了一个问题。“你能简单描述一下时空连续体吗?”

这是一个大问题,但我会尽我所能。你可能知道我们在一个三维空间。三维空间意味着您可以在三个不同的方向上移动。您可以将它们视为左右,上下,前后。

科学家通常使用字母来表示这些方向: x,y和z。因此,如果向右移动四个步骤,则沿x方向移动四个步骤或科学家称之为“x轴”;如果向左移动四个步骤,则将跟随x轴的负方向(或相反)移动四个步骤。

当然,你也可以沿着对角线移动,但这实际上是三种运动模式中的两种或更多种的组合。因此,如果您向前移动然后向右移动,则您将移动到x和z轴。

站在你住的地方

想象一下,起居室的中间位置是宇宙的中心,因此我们可以将此点的坐标设置为x=0,y=0,z=0。这个位置称为原点。

图:事件B与绿色参考帧中的事件A重合,但事件B在蓝色参考帧中较早出现,而事件B在较晚的红色参考帧中出现。

请注意,如果从原点向北或向南移动,它将沿x轴移动;如果你向上或向下移动,它会沿着y轴移动;如果你向东或向西移动,它沿着z轴移动。

我们可以用坐标或方向来编写当前位置,如:(0,0,0)。

如果向右移动1米,则新位置为x=1,y=0,z=0或(1,0,0)。然后,如果你跳了1米,那么你的新位置(保持空闲)是x=1,y=1,z=0或(1,1,0)。

插图:时间和空间地图的移动观察员在火车上。

现在关注的重点是我们给出一个任意的x=1意味着距离起居室(或起点)的中心1米。我们也可以说x=1意味着1英寸,1英尺甚至1米,只要我们测量相同的单位,就没关系了。只要在讨论期间它们保持不变,x,y和z的方向就不重要。我们可以简单地说z表示左右而不是x。

为时间和空间概念添加维度:第四维度。

第四维

我们不仅在空间的三个维度上移动,而且我们也在及时移动。在阅读本文时,您已经沿着时间维度移动了几秒钟。不幸的是,四维形状在视觉上更抽象,这就是我们花费大量时间讨论坐标的原因。数学使讨论高维空间变得更容易。

插图:从三维投影中,四维超方形立方体围绕四维空间中的平面旋转。

如果我们将0设置为您开始站在起居室中心的时间(以秒为单位),则您在四维空间中的坐标为:x=0,y=0,z=0,t=0,我们可以写(0,0,0,0)。请注意,四个维度表示我们在坐标系中有4个值。

插图:从一维到五维物体的演示。

5秒后,我们在空间和时间上的坐标将是(0,0,0,5)。如果我们碰巧在5秒内(在z轴之后)退回,那么我们的坐标将是(0,0,-1,5)。现在重要的是要记住,我们在几秒钟内测量的时间维度仍然完全是任意的,我们可以使用分钟,小时,毫秒,年或任何其他单位。

插图:从航天器参考系统的角度来看,船上时间和当地时间似乎不同步。

现在重要的是通过所有这些任意选择的方向和测量单位给出参考框架或可以与我们的坐标进行比较的对象。因此,如果我们想给某人一个四维坐标来描述我们在空间和时间上的绝对位置,我们会说:

“当我的实验开始时,我坐在相对于起居室中心的坐标(0,0,-1,5)处。”

我们还需要告诉他们x,y和z的方向,以及每个维度的度量单位:

“如果x是我客厅中心以北的距离,y是我客厅中心以上的距离,z是我客厅中心以东的距离,t是自我开始站立以来的秒数在起居室的中心,我的坐标(x,y,z,t)是:(0,0,-1,5)。

幸运的是,您只需要告诉他们所有这些信息,因为所有后续坐标都将使用相同的信息。

既然你知道什么是时间和空间,那么让我们谈谈时空连续体。持续的团结意味着持久性。因此,如果您考虑从起居室的中心上下移动,您可以继续向上移动,或者您可以继续永久向下移动。 (假设你可以分别穿过地球中心飞行)。当你在空间和时间中移动时,你正在穿越时空连续体。

参考

1.维基百科百科全书

2.天文名词

3. Lee Falin- quickanddirtytips-two grade

如果有任何相关内容侵权,请在30天内联系作者删除

还请授权转载,并注意保持完整性并指明来源

什么是时空连续体?

不久前,观众的一封信中提到了一个问题。“你能简单描述一下时空连续体吗?”

这是一个大问题,但我会尽我所能。你可能知道我们在一个三维空间。三维空间意味着您可以在三个不同的方向上移动。您可以将它们视为左右,上下,前后。

科学家通常使用字母来表示这些方向: x,y和z。因此,如果向右移动四个步骤,则沿x方向移动四个步骤或科学家称之为“x轴”;如果向左移动四个步骤,则将跟随x轴的负方向(或相反)移动四个步骤。

当然,你也可以沿着对角线移动,但这实际上是三种运动模式中的两种或更多种的组合。因此,如果您向前移动然后向右移动,则您将移动到x和z轴。

站在你住的地方

想象一下,起居室的中间位置是宇宙的中心,因此我们可以将此点的坐标设置为x=0,y=0,z=0。这个位置称为原点。

图:事件B与绿色参考帧中的事件A一致,但事件B在蓝色参考帧中较早发生,而事件B在红色参考帧中较晚发生。

请注意,如果从原点向北或向南移动,它将沿X轴移动;如果向上或向下移动,它将沿Y轴移动;如果向东或向西移动,它将沿Z轴移动。

我们可以用这样的坐标或方向来写你当前的位置:(0,0,0)。

如果向右移动1米,新位置是x=1,y=0,z=0或(1,0,0)。然后如果你跳上1米,那么你的新位置(保持空转)是x=1,y=1,z=0或(1,1,0)。

说明:列车上移动观察员的时空图。

现在的重点是,我们给出一个任意的x=1,这意味着它距离客厅的中心(或原点)1米。我们也可以说x=1意味着1英寸、1英尺甚至1米,只要我们测量的是同一个单位,这并不重要。只要在讨论过程中X、Y和Z的方向保持不变,它们就不重要。我们可以简单地说,Z代表左和右,而不是X。

给时间和空间的概念增加一个维度:第四维度。

0×2520个

第四维度

我们不仅在空间的三维空间中移动,而且也在时间中移动。当你阅读这篇文章时,你已经在时间维度上移动了几秒钟。不幸的是,四维图形在视觉上更抽象,这就是为什么我们要花很多时间讨论坐标。数学使讨论高维空间更容易。

插图:从三维投影中,四维超方形立方体围绕四维空间中的平面旋转。

如果我们将0设置为您开始站在起居室中心的时间(以秒为单位),则您在四维空间中的坐标为:x=0,y=0,z=0,t=0,我们可以写(0,0,0,0)。请注意,四个维度表示我们在坐标系中有4个值。

插图:从一维到五维物体的演示。

5秒后,我们在空间和时间上的坐标将是(0,0,0,5)。如果我们碰巧在5秒内(在z轴之后)退回,那么我们的坐标将是(0,0,-1,5)。现在重要的是要记住,我们在几秒钟内测量的时间维度仍然完全是任意的,我们可以使用分钟,小时,毫秒,年或任何其他单位。

插图:从航天器参考系统的角度来看,船上时间和当地时间似乎不同步。

现在重要的是通过所有这些任意选择的方向和测量单位给出参考框架或可以与我们的坐标进行比较的对象。因此,如果我们想给某人一个四维坐标来描述我们在空间和时间上的绝对位置,我们会说:

“当我的实验开始时,我坐在相对于起居室中心的坐标(0,0,-1,5)处。”

我们还需要告诉他们x,y和z的方向,以及每个维度的度量单位:

“如果x是我客厅中心以北的距离,y是我客厅中心以上的距离,z是我客厅中心以东的距离,t是自我开始站立以来的秒数在起居室的中心,我的坐标(x,y,z,t)是:(0,0,-1,5)。

幸运的是,您只需要告诉他们所有这些信息,因为所有后续坐标都将使用相同的信息。

既然你知道什么是时间和空间,那么让我们谈谈时空连续体。持续的团结意味着持久性。因此,如果您考虑从起居室的中心上下移动,您可以继续向上移动,或者您可以继续永久向下移动。 (假设你可以分别穿过地球中心飞行)。当你在空间和时间中移动时,你正在穿越时空连续体。

参考

1.维基百科百科全书

2.天文名词

3. Lee Falin- quickanddirtytips-two grade

如果有任何相关内容侵权,请在30天内联系作者删除

还请授权转载,并注意保持完整性并指明来源

——