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1，宇宙到底是圓的還是方的

相對論試圖利用空間曲率的概念來解決這個問題. 設(shè)空間曲率為G 1.正曲率空間:0≤G≤Go 空間膨脹再收縮,球形. 2.負(fù)曲率空間:從G=0到G=+∞,持續(xù)膨脹,不收縮,空間無限. 注:負(fù)曲率空間中包含一個極限情況,為歐幾里得空間,但已經(jīng)證明,這種情況不存在. 所以,目前的關(guān)鍵問題是確定宇宙是否存在膨脹極限點(diǎn)Go,這需要很復(fù)雜的測量,如果存在,就是球形的.

宇宙到底是圓的還是方的

2，時空曲率怎樣定義

按照廣義相對論的解釋，在引力場中，時空的性質(zhì)是由物體的“質(zhì)量”分布決定的，物體“質(zhì)量”的分布狀況使時空性質(zhì)變得不均勻，引起了時空的彎曲。大致上講，物質(zhì)密度大的地方，曲率也就大。也就是說，“時空曲率”產(chǎn)生了引力，當(dāng)光線經(jīng)過一些“大質(zhì)量”的天體時，它的路線是彎曲的，它將沿著“大質(zhì)量”物體所形成的“時空曲面”前進(jìn)。就像放在軟床上的重球使床面彎曲一樣。位處時空中的物體其一旦知道時空曲率，位處時空中的物體其運(yùn)動軌跡也就可以計(jì)算出來；也就是說,物體運(yùn)動得遵循曲率的指示。以地球繞太陽來說，太陽的質(zhì)量決定它附近時空的曲率，地球受此曲率的影響就會以近乎橢圓形的軌道繞日運(yùn)行。曲率如果不大，愛因斯坦理論與古典牛頓重力論的結(jié)果大致相同。兩者若有差異，觀測數(shù)據(jù)都站在廣義相對論這一邊。尤其是當(dāng)曲率很大時，牛頓理論就完全不適用。廣義相對論的一項(xiàng)重要預(yù)測就是時空曲率的振動會造成重力波的存在，牛頓理論就沒有這項(xiàng)概念。

時空曲率怎樣定義

3，宇宙是平直的嗎

弗里德曼宇宙模型的一個解。在宇宙學(xué)原理這一前提下，解愛因斯坦引力場方程，得宇宙的動態(tài)時空度式中r為球極坐標(biāo)，t 為宇宙時，k 為空間曲率署符，R (t )為宇宙距離標(biāo)度因子，它隨時間變化的規(guī)律可以用來描述宇宙的過去歷史和未來演化趨勢。令和分別表示 R 對宇宙時間的一次變率和二次變率。定義哈勃常數(shù)H =/R ，減速因子q =－R /，若取H =50公里/(秒·百萬秒差距)，宇宙常數(shù)∧ =0，當(dāng)減速因子q =1/2、空間曲率為零時，宇宙物質(zhì)有一臨界密度 =4.7×10克/厘米。倘若目前的宇宙物質(zhì)平均密度 0，即0q 01/2宇宙將永遠(yuǎn)膨脹下去。由此算出k =-1或0，即對應(yīng)于三維雙曲空間或平直空間。在此種宇宙中，光線永遠(yuǎn)回歸不到“原處”，這就是開放宇宙模型。假如0>，則q 0>1/2，宇宙的膨脹將逐漸減慢，終于停止。由此算出k =+1，即對應(yīng)于三維球面空間。在這種宇宙中，光線有可能返回到“原處”，因此稱閉合宇宙模型，也稱脹縮宇宙模型我也看不懂

宇宙是平直的嗎

4，宇宙是平直的是什么意思

同上預(yù)言宇宙結(jié)局的三種情況，k>1 k<1 K=1 即開宇宙坍縮宇宙和閉合宇宙這些高等問題都沒定論都只是在預(yù)言與觀測當(dāng)中所以應(yīng)弄懂基礎(chǔ)問題

這個問題最好是去問einstein因?yàn)檫@是他提出來的，其實(shí)解釋最簡單的方法，久是你住在打滿氣體的籃球里面，任何物質(zhì)不會出去都會沿著球體的內(nèi)面運(yùn)動，我們就住在上帝的球形籠子里頭生活著。

平直空間是說宇宙中主要的時空是不受引力影響發(fā)生彎曲的。當(dāng)然時空彎曲在特定空間是存在的。

5，什么是空間扭曲

廣義相對論中，空間和時間變成為動力量：當(dāng)一個物體運(yùn)動時，或一個力起作用時，它影響了空間和時間的曲率；反過來，空間——時間的結(jié)構(gòu)影響了物體運(yùn)動和力作用的方式?？臻g和時間不僅去影響、而且被發(fā)生在宇宙中的每一件事所影響。正如一個人不用空間和時間的概念不能談宇宙的事件一樣，同樣在廣義相對論中，在宇宙界限之外講空間和時間是沒有意義的。質(zhì)量大的物體使空間扭曲，是引力的作用，黑洞就是大質(zhì)量的恒星死亡后引力導(dǎo)致坍縮形成的。不是空間扭曲產(chǎn)生力，而是力使空間扭曲！建議你看看霍金的《時間簡史》，時間是什么只有看了才明白，一般人可是說不出來的，呵呵。

對四維空間，一般人可能只是認(rèn)為在長、寬、高的軸上，再加上一根時間軸，但對于其具體情況，大部分的人仍知之甚少。有一位專家曾打過一個比方：讓我們先假設(shè)一些生活在二維空間的扁片人，他們只有平面概念。假如要將一個二維扁片人關(guān)起來，只消用線在他四周畫一個圈即可，這樣一來，在二維空間的范圍內(nèi)，他無論如何也走不出這個圈。現(xiàn)在我們這些生活在三維空間的人對其進(jìn)行“干涉”。我們只需從第三個方向（即從表示高度的那跟軸的方向），將二維人從圈中取出，再放回二維空間的其他地方即可。在我們看來，這是一件簡單的事，但在二維扁片人的眼里，卻無疑是不可思議的：一個人明明被關(guān)在圈內(nèi)，怎么會忽然消失不見，然后就出現(xiàn)在另一個地方！對我們這些三維人而言，四維空間的情況就與上述解釋十分類似。如果我們能克服四維空間，那么，在瞬間跨越三維空間的距離也不是不可能。下面再做一個試驗(yàn)：將一些橡皮繩按經(jīng)緯線的樣式編成一張網(wǎng)，將之張平，我們可以將之近似看做是二維平面，然后將一個小球放在網(wǎng)上，橡皮網(wǎng)在小球的重力作用下凹陷，這就形成了三維空間。但從空間的內(nèi)部去觀察這個空間，卻往往是看不清的，那些二維扁片人并未必意識到他們所生活的空間已經(jīng)發(fā)生了扭曲。當(dāng)他們從平面來到這個凹陷處，并且這個凹陷已深到了一定程度、或扭曲到一定程度時，二維扁片人也可能自由來往于三維空間。這個引起空間扭曲的小球在我們?nèi)S世界的例子就是黑洞。黑洞事實(shí)上是存在于四維空間的一種現(xiàn)象，或者說，黑洞是連接三維世界與四維空間的通道（當(dāng)然在下絕不是說“如果誰要去四維空間，就請往黑洞走”，那樣只會“死無全尸”而已^O^）。我們有可能通過對黑洞的深入研究，找到克服四維空間的辦法，那樣的話，瓦普跳躍飛行就不再是夢想了。現(xiàn)在科學(xué)家已經(jīng)證實(shí)，黑洞的存在確實(shí)會令周圍的空間極度扭曲。根據(jù)廣義相對論，光線在正常的空間里以直線傳播，但當(dāng)空間扭曲時，光線會隨著空間扭曲的方向而扭曲。如果能給一束射進(jìn)黑洞的光線拍照的話，我們就會發(fā)現(xiàn)，光線呈螺旋形指向黑洞中心，因?yàn)楹诙吹木薮筚|(zhì)量已使周圍的空間扭曲得不成形了。但事實(shí)上，這樣的照片是拍不出來的。因?yàn)楹诙催B光線也吸收，我們根本無法通過肉眼看見它，又如何能拍下照片（當(dāng)然在下指的是普通光學(xué)照片，如果是射電天文望遠(yuǎn)鏡，說不定能拍到這奇異的場景）？

這是會的，主要是因?yàn)橄到y(tǒng)忙碌，導(dǎo)致系統(tǒng)錯誤。

6，什么是空間彎曲

當(dāng)你第一次在愛因斯坦的相對論里見到“彎曲空間”這個字眼時，恐怕是會感到困惑的，真空怎么能是彎曲的呢？你怎樣能使它彎曲起來呢？　　為了弄明白這是怎么一回事，先讓我們這樣想象：在一艘宇宙飛船里，有人在仔細(xì)觀察附近的一顆行星。這顆行星的表面完全被深深的海洋覆蓋著，因此有著象臺球那樣的光滑表面。再假設(shè)有一條船在那個行星的海洋上沿赤道線朝正東方向行駛著。　　現(xiàn)在再進(jìn)一步設(shè)想一下，這位觀察者根本看不見這顆行星，而只能看到這條船。當(dāng)他研究這條船的運(yùn)動路線時，他會驚訝地發(fā)現(xiàn)這條船走的是一條圓弧。它最后會回到自己的出發(fā)點(diǎn)，從而描繪出一個完整的圓周。　　如果這條船改變路線，航道就會變得彎彎折折的，不再是個簡單的圓周。但是，不管它怎么改道，無論它怎么行進(jìn)，它的航線總是在一個球面上。　　根據(jù)所有這些事實(shí)，這位觀察者可能會推斷出，這條船被束縛在一個看不見的球體的表面上，而束縛它的力正是指向球體中心的重力。要不，他就可能會認(rèn)為，這條船被限制在一塊特殊的空間里面。這塊空間是彎曲的，而且彎曲成一個球形，從而迫使這條船走出這樣的路線來。換句話說，我們必須在一個力和一種空間幾何形態(tài)之間作出選擇。　　你大概會認(rèn)為這是一種想象出來的局面，但實(shí)際上并非如此。地球這顆行星是沿著橢圓路線繞著太陽運(yùn)行的，正象一條船在某個看不見的曲面上行駛一樣。至于這條橢圓路線，我們是假設(shè)太陽和地球之間有一種引力來解釋的，正是這種引力使地球保持在它的軌道上。　　不過，我們也可以從空間幾何形態(tài)來考慮問題。我們不是通過觀察空間本身——空間是看不見的——而是通過考察物體在這種空間里的運(yùn)動方式，來確定這種空間的幾何形態(tài)。如果空間是“平坦的”，各種物體就會走直線從這個空間中通過，如果空間是“彎曲的”，各種物體就會走出彎曲的路線來。　　一個具有確定質(zhì)量和速度的物體，如果在離開其他質(zhì)量都很遠(yuǎn)的地方運(yùn)動，那么，它的路徑真的可以說是一條直線。而當(dāng)它走近另一個質(zhì)量的時候，它的路徑就會變得越來越彎曲，顯然，是質(zhì)量把空間彎曲了。質(zhì)量越大，離質(zhì)量越近，空間彎曲的曲率就越大。　　把萬有引力看作是一個力，看來要比用空間幾何形態(tài)去解釋它方便得多，也自然得多。但是，如果在考慮光的行進(jìn) 時，情形就會顛倒過來。按照比較舊的觀點(diǎn)，光是不受重力影響的，因?yàn)樗鼪]有質(zhì)量。然而，當(dāng)光在彎曲空間里穿過時，它的路徑也會彎曲起來。把光的速度考慮進(jìn)來，它在太陽這個巨大質(zhì)量的附近經(jīng)過時路徑的彎曲就能計(jì)算出來了。　　１９１９年，愛因斯坦的這一理論（發(fā)表于三年之前）在一次日蝕期間受到了檢驗(yàn)，人們把太陽位于空間某處時靠近太陽的某些恒星的位置，與太陽不在此處時這些恒星的位置進(jìn)行了比較。結(jié)果，愛因斯坦的理論站住腳了。用彎曲空間來討論萬有引力，看來要比用力學(xué)術(shù)語更為精確。　　不過，我們還應(yīng)該提一下，１９６７年，人們對太陽的形狀所進(jìn)行的精密測量，發(fā)現(xiàn)愛因斯坦的引力理論出了問題，今后將會發(fā)生些什么情況？還得等著瞧。

曲率處處不為零的空間稱為彎曲空間。初等平面幾何所研究的對象是歐幾里得空間（歐氏空間）。這種幾何的最重要性質(zhì)之一就是平行線公設(shè)：通過給定直線之外的任一點(diǎn)，可作一條直線與給定直線平行。這個公設(shè)在彎曲空間中并不適用。天體物理中常遇到的彎曲空間是黎曼空間。它的的一種特例是黎曼彎曲空間。黎曼曲率 K等于常數(shù)1、-1和0的空間分別叫作黎曼球空間、羅巴切夫斯基空間和歐氏空間。所以，歐氏空間可看作黎曼空間的特例。局部黎曼空間可以看作由局部歐氏空間彎曲而來，而大范圍的黎曼空間常常不可能從歐氏空間彎曲得到。從物理學(xué)的角度看，時空的彎曲性質(zhì)依賴于物質(zhì)的分布和運(yùn)動。愛因斯坦的廣義相對論給出時空與物質(zhì)之間的關(guān)系和它們的運(yùn)動規(guī)律。通常情況下，時空彎曲的量級是很小的。只有在黑洞或其他強(qiáng)引力場情況下，才有大的彎曲。