【摘要】:下面,我们要把刚刚讨论过的问题与弯曲空时的观念联系起来。我们已经指出,假如在不同的地点时间以不同的速率演进,那么,它就类似于热板那样的弯曲空间。不过,这不仅是一个类比;它意味着空时确实是弯曲的。让我们尝试考虑空时中的某些几何学问题吧。设想我们尝试在空时中画一个矩形。但是,注意到由于在两个高度处时间走得快慢不一样,C和D这两点并不同时。
6-7 空时的曲率
下面,我们要把刚刚讨论过的问题与弯曲空时的观念联系起来。我们已经指出,假如在不同的地点时间以不同的速率演进,那么,它就类似于热板那样的弯曲空间。不过,这不仅是一个类比;它意味着空时确实是弯曲的。让我们尝试考虑空时中的某些几何学问题吧。乍一听这可能有点特别,不过,我们曾经多次画过空时图,图中距离沿着一根轴画,时间则沿着另一根轴画。设想我们尝试在空时中画一个矩形。首先按照图6-18(a)的样子绘制一个高度H对时间的关系图。为了画出矩形的底部,找一个静止于高度H1处的物体,沿着它的世界线画出100秒。我们得到图6-18(b)中的BD线,它平行于i轴。接着,找另一个在i=0时刻位于第一个物体上方100英尺(1英尺约为0.3048米)处的物体。它在图6-18(c)中开始于A点。接着,沿着它的世界线根据A处的时钟画出100秒。这个物体从A一直画到C,如图6-18(d)所示。但是,注意到由于在两个高度处时间走得快慢不一样(假定存在一个引力场),C和D这两点并不同时。假如我们如图6-18(e)所示那样,向同一时刻位于D点上方100英尺(1英尺约为0.3048米)处的C'点画一条线,试图这样来把正方形画好,这个正方形就不会闭合。这就是我们说“空时是弯曲的”这句话所要表达的意思。
图6-18 在空时中尝试画一个矩形
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