第112章 生物屏蔽第2/4段
所以,点燃蜡烛的人,是永远都无法超越光形成的这个气泡的。
如果我们把刚才的现象,从三维世界想象成二维的切片。
这时候的气泡,就是一个又一个不断增大的圆圈。
将这些圆圈堆叠起来,就会形成一个锥形——这就是光锥。
作为爱因斯坦相对论中最重要的结构之一,光锥影响着宇宙中最为根本的因果关系。
假设距离地球很远的宇宙深处,发生了超新星爆炸,那么,它爆炸的光锥,在到达地球之前该事件不会对地球造成任何影响。
而我们也无法了解爆炸的任何信息。
只有当光锥到达地球的时候,我们才能观察到此次爆炸事件。
这就是经典物理学的因果律。
也就是说,一个事件,触发另一个事件,都要受到光速的限制。
那么,时间和空间,又有什么区别?
在空间中,我们可以往任意的方向移动。
不会收到任何束缚。
而在时间中,连续的光锥会迫使我们,只能从过去走向未来,并永远无法回头。
在相对论中,时间就是光锥的方向。
而空间,则是与时间垂直的,其他任何方向的集合。
在没有引力影响的宇宙区域中,他们的结构都是笔直的。
时间和空间,会形成对称的直线网格,所有光锥的方向,全部一至。
加入在地球周围,当一个苹果受到地球的引力而向下坠落时,其引力不仅影响着物体本身,还影响着物体的光锥方向。
因此,在一个大质量的行星周围,光锥的方向,会呈现弯曲状态。
这便意味着,时间的方向,会像行星的中心弯曲。
苹果之所以会坠落,是因为他的未来指向了地球。
质量扭曲了时空的几何形状,使时间和空间变得相对。
这就是爱因斯坦的广义相对论。
质量越大的物体,所弯曲的时空就越多。
如果是一个引力无限大的物体,那么时空的弯曲也会变得无限大。
所有的光锥都会完全朝下。
如果我们在这里点燃一根蜡烛,所有的光锥都会落入这个物体的中心。
这里,就是我们所说的黑洞!
作为宇宙中引力最大的物体,其时空的曲率将所有物体都推向中心。
如果我们将黑洞想象成二维切片,并在时空中形成一个圆柱体。
那么,它的边界,物理学上叫做视界。
事件在视界以外,部分光线可以逃逸。
而在视界以内,所有的光线都无法逃脱。
在黑洞内部,光锥使得任何物体的路经向下。
时间本身指向黑洞的中心。
为了展示黑洞的物理特性,我们再说一说霍金的黑洞生死悖论。
大壮和二狗是两名宇航员,在太空执行任务时,两人接近了一个黑洞。
大壮的推进器受损,他被黑洞引力吸引,从而飞向黑洞,对于远离黑洞引力的二狗来说,自己周围的时空,受到的引力逐渐变小,且微弱。
对他而言,时间几乎就是一条从过去到未来的直线。
因此,他看到的黑洞和大壮都是静止状态的。
而对于飞向黑洞的大壮来说,当他越靠近视界时间和空间就越弯曲,当他处于视界临界点的时候,时间和空间倾斜了45度。
对于大壮来说,时间不再是一条从过去到未来的直线。
而是一条沿着45度上升的对角线。
正好是时间的方向,也就是光锥的表面。
如果我们在这里点燃一根蜡烛,所有的光锥都会落入这个物体的中心。
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