百科问答小站 logo
百科问答小站 font logo



如何理解“时间光锥”? 第1页

  

user avatar   tanfetch 网友的相关建议: 
      

关于光锥问题,要先搞清楚什么是“过去”,什么是“未来”。

在我们的直觉中,事件发生是有先后顺序的,以先后顺序来定义过去与未来似乎符合我们的常识。然而狭义相对论告诉我们,先与后也是相对的,你认为先后发生的两个事件,在另外的观察者眼里未必是这样。

准确地说,过去与将来是从事件之间的影响关系来定义。一个事件的发生,会产生影响力,并且影响力会在一定范围内传递,且传递速度不会超过光速。事件会对这个范围内的其他事件产生影响,但却不能影响这个范围之外的事件。只有能受到事件影响的事件才能称为事件的未来,同样只有能对事件产生影响的事件才是事件的过去。

那个这个影响范围如何界定呢?当我们按下电灯开关,电灯就亮了。如果将按下开关称为事件A,电灯点亮称为事件B。可以说事件B是在事件A的影响下发生的。在常识中,事件A与事件B几乎是同时发生的,但如果设想开关在A地,将电灯安装到距A地30万公里(光每秒走的距离)以外的B地(PS:思想实验,忽略导线电阻等因素),就会变得有趣了。当你在A地0秒时刻按下开关,B地1秒后灯才会亮。对于在B地0秒到1秒之间发生的事件,虽然看似发生在事件A之后,却并非事件A的未来,因为事件A的影响力传递到B地已经是1秒后了,它们在事件A的影响范围之外了。对于一个事件,它的影响范围除了与时间有关,也与空间有关,准确地说就是四维时空中一个区域,也就是图中的“将来光锥”。

回到题主中的图形,其实是将三维空间省略了一维,变成了二维空间加一维时间,在这个三维时空中,将事件发生的点定为原点,事件的影响力向外“辐射”,离事件空间距离越远的地方,影响力到达的时间越滞后。比如,事件能影响30万公里外1秒后的事件,而只能影响60万公里外2秒后的事件。如果只考虑二维空间,那么事件的影响范围就是一个圆锥的形状。圆锥里面是事件的未来,称为类时。圆锥表面是事件影响范围的边界,称为类光。圆锥外面与原点事件毫不相干,称为类空。




  

相关话题

  为什么说热力学统计物理是美丽的? 
  超重核稳定岛上的元素没有在宇宙中被发现,是否说明该理论的错误,或稳定性被限制在了一个很低的水平? 
  基础物理为何被认为自1926年薛定谔方程提出就没有进展? 
  地球在什么样的自然条件下才会引发核爆? 
  为什么要假设有暗物质,而不是推翻物理学? 
  如何看待「杨-米尔斯规范场的发明者在二、三流大学」? 
  这样的物理实验,是不是扭曲了的实验? 
  重力对火焰有什么影响?如果失重火焰是怎样的? 
  课堂讨论:为什么牛顿定义牛顿第二定律为 F=d(mv)/dt,而不是 F=ma? 
  根据物理串联分压,人的最大承受电压为36V,那么十个人去摸220伏的电源是不是不会死? 

前一个讨论
html如何正确显示像素画?
下一个讨论
光速和时间有什么关系,为什么说达到光速时间停止?





© 2025-04-24 - tinynew.org. All Rights Reserved.
© 2025-04-24 - tinynew.org. 保留所有权利