四維時空指的是什么呢?不知道的小伙伴與小編一起來了解一下吧!
在數(shù)學(xué)上有各種多維空間,但目前為止,我們認(rèn)識的物理世界只是四維,即三維空間(現(xiàn)實(shí)世界)加一維時間。四維時空是構(gòu)成真實(shí)世界的最低維度,我們的現(xiàn)實(shí)世界恰好是四維,至于高維真實(shí)空間,至少我們還無法感知,就如人將螞蟻面前的一塊食物拿起來,螞蟻只當(dāng)它憑空消失。因?yàn)槲浵伒目臻g理念是二維空間,在它們那理解不了高度。而我們理解四維也就像螞蟻去理解這個食物為什么會消失,也就是去理解三維世界一樣。
四維時空不僅限于此,由質(zhì)能關(guān)系知,質(zhì)量和能量實(shí)際是一回事,質(zhì)量(或能量)并不是獨(dú)立的,而是與運(yùn)動狀態(tài)相關(guān)的,比如速度越大,質(zhì)量越大。在四維時空里,質(zhì)量(或能量)實(shí)際是四維動量的第四維分量,動量是描述物質(zhì)運(yùn)動的量,因此質(zhì)量與運(yùn)動狀態(tài)有關(guān)就是理所當(dāng)然的了。在四維時空里,動量和能量實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一,稱為能量動量四矢。另外在四維時空里還定義了四維速度,四維加速度,四維力,電磁場方程組的四維形式等。值得一提的是,電磁場方程組的四維形式更加完美,完全統(tǒng)一了電和磁,電場和磁場用一個統(tǒng)一的電磁場張量來描述。四維時空的物理定律比三維定律要完美的多,這說明我們的世界的確是四維的。
在狹義相對論中,時間與空間構(gòu)成了一個不可分割的整體——四維時空,能量與動量也構(gòu)成了一個不可分割的整體——四維動量。這說明自然界一些看似毫不相干的量之間可能存在深刻的聯(lián)系。在今后論及廣義相對論時我們還會看到,時空與能量動量四矢之間也存在著深刻的聯(lián)系。
以上就是小編的分享了,希望可以幫助到大家。
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