帝国王子 发表于 2023-8-28 08:24:05

如何解释光锥之内就是命运

在《三体》中有一句很有名的话,“光锥之内就是命运!” 那么什么是光锥? 想象一下假设你点燃一根蜡烛就会向四周传播光,从而形成一个不断向外增长的气泡,这个气泡是三维的它会完全把你笼罩在里面
相对论说“有质量的物体不可能超过光速”,因此你无法从这个气泡中逃脱,我们可以把现在的状态想象成二维空间中的切片,气泡就像一个一个在你周围不断扩张的圆,圆把这些由小到大的圆圈图像按照时间的流逝堆叠起来就形成了一个锥形,这个锥体从过去扩大到未来
时间就是这个圆锥的中心轴,圆锥体的侧面倾斜45度,因为在给定时间内光的传播距离是绝对的,比如在一年内光在太空中传播一光年的距离,这个圆锥体便是光锥

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光锥会随着时间的流逝与光速膨胀,宇宙中的任何东西都无法逃脱它的束缚,光锥在爱因斯坦的相对论中也是至关重要的结构,因为它被认为影响宇宙中的因果关系,这就是宇宙中最重要的因果率法则
一个事件可以触发另一个事件的事实会受到光速的限制,时间和空间的区别在于我们在空间中可以随意移动,但是时间的延续促使我们只能向前不能回头,光锥恰恰可以让我们看清这种差异

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时间的方向就是光锥的方向在宇宙中它们的结构是笔直的,时间和空间形成一个对称的直线网格,光锥总在同一方向对齐,然而在广义相对论中质量大的物体可以弯曲时空,如果一个密度超大的物体它周围的区域到一定程度可以使光锥的方向完全朝下

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假定一名宇航员进入了黑洞那么他的时间和空间似乎互换了,时间现在指向下方而在此之前穿过空间的方向与黑洞的世界不再是一个地方,而是过去的一瞬间,黑洞的中心也不再是一个点而是一个未来的世界,一个无法逃避的命运

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视界内所有物质的未来就在这个方向上,当一颗大质量恒星坍缩时它会发出最后一道闪光,这是最后一个不断扩张的气泡,但是在被恒星弯曲的时空中从外面看气泡似乎是静止的,于是便形成了黑洞,而一旦我们越过界限宇宙中的其它部分也就成为了我们的过去,我们也永远也无法再回去
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