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光锥之内就是命运作者气点哥深度科普

光锥之内

皆是命运的原因

一口气看完这期视频

你便能领悟人生的真正意义

假设此刻我们点燃一支蜡烛

那么它所发出的微微闪光会向四面八方不断散失开去

并形成一个缓缓增大的气泡

这个气泡会将我们包裹其中

如果想要逃出这个气泡

那就必须超过光速才行

但假设我们身处二维空间内

那么此时的气泡就会变成一张张不断放大的圆圈图片

此时

只要我们把图片堆叠起来

就会出现一个随着时间流逝而不断增长变大的锥形画面

这便是能够看得到的时间轨迹

而且我们可以发现

锥体的侧面倾斜角是四十五度

这是因为

在任何限定时间内

光速的传播距离都是固定的

比如光在一年时间只能飞行一光眼的距离

绝对不可能超过一光年

这种由时间流逝轨迹而形成的物体模型

我们称之为光锥

它总是在以光速进行膨胀

不管我们未来做什么

都会受到光锥的限制与束缚

除非超越光速

打破规则

否则根本就逃不出去

而在爱因斯坦的狭义相对论中

光锥对于理解宇宙更是至关重要

因为它限制了因果关系

给大家举个简单的例子

假设在同一时间

不同位置

距离地球二百五十万公年外的仙女座星系

有一颗超星星突然发生了剧烈爆炸

那么在它的光锥没有到达地球之前

我们人类是根本不知道的

而这个事件也无法影响到我们

因为没有什么速度比光速更快

只有当地球进入此世界的光锥后

人类才能在地球上看到二百五十万年前的大爆炸

那为什么要说光锥限制了因果关系呢

对对对

因为一个事件触发另一个事件的事实

最后竟然受到了光速限制的影响

除此之外

光锥还让我们更好理解了时间和空间的概念差异

我们都知道

时间和空间并称为宇宙两大本源法则

与代表无限时间

宙代表无限空间

两者结合起来

就是无限时空的存在

那么

时间与空间又有什么本质上的区别呢

举个简单的例子

我们可以已在空间中随意移动

前后上下左右

但是受时间不断向前的无心影响

所有物体却最终只能被迫朝时间流逝轨迹的方向进行移动

也就是说

时光无法倒流

除非你能超越光速

否则只能从过去走向未来

而光锥这种物体的神奇之处

就是能让我们清楚的看到并认知到这种差异

这便是宇宙本源法则的奥妙所在

说的再简单一点

假设在宇宙中存在一处没有任何引力且完全真空的区域

它的空间和时间都是笔直的

那么两者就会形成一个对称的直线网格

光锥将全部排列在同一方向上

所以我们可以把所有的光锥统一从左到右

路径完全是笔直的一条线

但是

在广义相对论中

一旦涉及到引力

光锥的走向却似乎会变得有些不同

我们我们假设从地球上空扔下一个苹果

受引力的影响

苹果会不断向下坠落

我们假设这个苹果会发光

那么随着时间的流逝

它同样会不断散发出气泡

但此时的气泡却会被引力影响

向地球方向不断被吸引过去

随着距离地面越来越近

光锥将不再只朝一个方向走

而是会逐渐弯曲向地面

也就是说

时间会朝着地球的核心弯曲

这说明了什么

说明了质量可以扭曲宇宙的几何形状

时间和空间开始变得相对起来

它们的方向竟然取决于我们所处的位置

这便是爱因斯坦的广义相对论

即物体质量越大

时空弯曲也就越大

如果宇宙中存在一个非常可怕的大质量物体

那当我们在它附近点燃一根蜡烛后

所有的光线

无论它们射向何方

这个大质量物体所产生的区域都能将蜡烛的光锥方向完全改变

最终全部落到最核心的区域

这个物体

便是爱因斯坦所预言的黑洞

二千零一十九年四月十日晚九点

科学家公布了世界上首张黑洞照片

并彻底证实了宇宙中黑洞的存在

这也从另一方面说明了爱因斯坦的先知与伟大

根据现代科学家研究表明

黑洞是宇宙中的一个球形区域

其中时空的曲率大到可怕

能够将所有物体包括光度系到核心

如不过在二维空间中看黑洞

那它就是一个保持静止的圆圈

而将时间轨迹的横向切片拼接后

我们会发现

它竟是一个圆柱体

也就是说

随着时间的流逝

光并没有扩散

而是在某一范围内全部都被束缚住了

圆柱两侧的边界即为世界

世界在世界以上

有些光可以逃出

可一旦进入到世界

所有的光将再也无法逃离

光追迫使一切事物的路径全部向下

即时间本身是指向黑龙中心的

如果这么说你还是不够明白

那我们再来举个简单的例子

假设现在有一个即将落入事件世界的宇航员

以及一艘停泊在很远处的飞船

对于飞船中的你来说

黑洞的引力相当微弱

周围的时空甚至没有任何弯曲

时空网格也几乎是平坦的

时间从左到右

从过去到未来

是一条不会有任何变动的直线

可黑洞旁的宇航员却并非如此

当他触碰到世界世界时

自己是根本意识不到的

但此时从第三者的角度去观察

我们会发现时空已经倾斜了四十五度

没错

对于宇航员来说

时空早就已经弯曲的不成样子

再也不是曾经的直线

而是一条以四十五度角上升的对角线

就像一个光锥的表面

虽然远处在飞船中的你看到的黑洞是完全静止的

但对于世界内的宇航员来说

时间和空间却已经是倾斜的了

没错

黑洞这种特质就类似于光坠

这也从另一个角度解释了为什么在进入世界世界后

就再也无法逃脱出去

因为你无法超越光速

只能被限制在光锥的走向上

而当宇航员完全越过世界后

鱼远在飞船中的你相比

时间和空间的概念其实已经互换了

对对对

时间现在完全由前方指向下方黑洞的世界世界

不再是宇宙中的一个空间

而是我们过去的一瞬间

黑洞的中心也不再是一个点

而是我们未来注定的结局

一个我们一旦进入世界世界后

就再也无法避免掉的命运

因为时间的最终走向

也就是未来的最终走向

一定是在黑洞的最核心区域

这就是广义相对论的奥妙所在

毫不夸张的说

爱因斯坦的相对论完美解释了整个宇宙的运转法则

包括平行世界

时空之门

虫铜黑洞

西殿

时空折贬等等等等

这些概念其实全部都源于相对论

如今

黑洞已经被人类成功证实

剩下的那些

比我们还会遥远吗

好

这一期先讲到这里

本文全篇共计五万字

出自天涯神帖一千篇合集

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