什么是四维空间?麻烦给点详细资料。

2024-05-10 16:08

1. 什么是四维空间?麻烦给点详细资料。

 四维空间是一个时空的概念。简单来说,任何具有四维的空间都可以被称为“四维空间”。不过,日常生活所提及的“四维空间”,大多数都是指爱因斯坦在他的《广义相对论》和《狭义相对论》中提及的“四维时空”概念。根据爱因斯坦的概念,我们的宇宙是由时间和空间构成。时空的关系,是在空间的架构上比普通三维空间的长、宽、高三条轴外又多了一条时间轴,而这条时间的轴是一条虚数值的轴。
  根据爱因斯坦相对论所说:我们生活中所面对的三维空间加上时间构成所谓四维空间。由于我们在地球上所感觉到的时间很慢,所以不会明显的感觉到四维空间的存在,但一旦登上宇宙飞船或到达宇宙之中,使本身所在参照系的速度开始变快或开始接近光速时,我们能对比的找到时间的变化。如果你在时速接近光速的飞船里航行,你的生命会比在地球上的人要长很多。这里有一种势场所在,物质的能量会随着速度的改变而改变。所以时间的变化及对比是以物质的速度为参照系的。这就是时间为什么是四维空间的要素之一的原因。

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2. 四维空间到底是什么样的?简单说明,通俗易懂。

四维空间不同于三维空间,四维空间指的是标准欧几里得空间,可以拓展到n维;四维时空指的是闵可夫斯基空间概念的一种误解。人类作为三维物体可以理解四维时空(三个空间维度和一个时间维度)但无法认识以及存在于四维空间,因为人类属于第三个空间维度生物。通常所说时间是第四维即四维时空下的时间维度。四维空间的第四维指与x,y,z同一性质的空间维度。然而四维时空并不是标准欧几里得空间,时间的本质是描述运动的快慢。
通过一维、二维、三维空间的演变,人们提出了关于四维空间的一些猜想。尽管这些猜想现在并不能证明是正确的,但科学理论有很多是由猜想开始的。现今科学理论一般是基于现象总结规律,而关于四维空间的现象没有足够准确清晰的认识,或者看到了这种现象却并没有想到是四维空间引起的。
可以定义可以度量的都可以有纬度。比如时间、温度。点、线、面、时间、温度,构成五维空间也能说的通。
当然也可以定义点线面的拓扑空间为第四维、第五维、第六维以至第N维。这在数学公式推理推导中很容易实现,但现实很难对应和想像。

扩展资料四维空间的概念也可以通过解析几何的手段来研究。在那里我们可以利用代数方程来表示几何概念。为了利用这个手段进行观察以导致对四维空间的理解,我们来研究三维空间体系中的三个几何元素——点、直线和平面的方程。利用笛卡尔系统表示,我们可以写出:
点的方程:ax + b = 0 (坐标系:直线上的一个点)。
直线的方程:ax + by + c = 0 (坐标系:平面上的两条正交直线)。
平面的方程:ax + by + cz + d = 0 (坐标系:三维空间的三个互相垂直的平面)。
从上面的研究我们可以看出:
所表示的每一个几何元素(或空间)的方程中的变量数目,等于这个空间的维数加1。
坐标系中的几何元素与被表示的几何空间的几何元素的维数相同。
在这个坐标系中,几何元素的数目等于被表示的空间的维数加1。在坐标系中,几何元素的这个数目是最低要求。
用来表示几何元素的坐标系,位于比它所含有的几何元素高一维的空间里。
根据上述观察,我们可以写出三维空间的下述方程。应当注意:这个方程有四个变量(x、y、z、u)。
ax + by + cz + du + e = 0
根据这公式我们可以断定:
1. 这个坐标系的几何元素有三维,即它们是三维空间。
2. 在这个坐标系中有四个三维空间。
3. 这个坐标系位于一个四维空间里。
参考资料:百度百科-四维空间

3. 四维空间是什么?有人说看到是长,宽,高,加深度就是四维空间?那请问透视物体就是看到四维空间吗?

人是3维动物。我们是不能直接地理解并看到四维空间,但是多维空间是确实存在的。你讲的透视物体仍是三维空间。我们无法察知四维空间的这种感觉,就好比假设有一个二维动物,在它的世界观中只能认知到xy平面的运动,而感受不到z轴(可以视为高度)的变化,即使把它放置于不同高度的环境中,它也不能认识到这个次元的变化。同样的,对于我们3维动物来说,我们能够认知到这个2维动物所无法认识到的3维空间,但是对于4维空间我们是不能直接感受到的。四维空间也不能够被单纯地定义为时间等等概念,只能说这种说法是一种抽象的概念。
举两个有名的例子,一是莫比乌斯带:

(图是百度的)
可以把这个小人想象成一只蚂蚁。如果要一只蚂蚁,在一张普通的纸带上爬行,不绕过纸的边缘如何让它从正面走到反面?如图,在莫比乌斯带上,蚂蚁持续在纸带的一面爬行,但是可以不绕过纸的边缘从纸带的正面连接到了反面。具体说明可以看百度百科。而把这根纸带从中剪开,又会成为一个没有打结旋转的长纸带。像这样,在二维空间不能解决的问题在三维空间就能解决。如果在三维空间也能够做到这样的莫比乌斯带,那四维空间就能被观察到,当然现实中是无法实现的。
另一个有趣的例子是克莱因瓶:

这里引用百科:
我们可以把克莱因瓶放在四维空间中理解:克莱因瓶是一个在四维空间中才可能真正表现出来的曲面。如果我们一定要把它表现在我们生活的三维空间中,我们只好将就点,把它表现得似乎是自己和自己相交一样。克莱因瓶的瓶颈是穿过了第四维空间再和瓶底圈连起来的,并不穿过瓶壁。用扭结来打比方,如果把它看作平面上的曲线的话,那么它似乎自身相交,再一看似乎又断成了三截。但其实很容易明白,这个图形其实是三维空间中的曲线。它并不和自己相交,而是连续不断的一条曲线。在平面上一条曲线自然做不到这样,但是如果有第三维的话,它就可以穿过第三维来避开和自己相交。只是因为我们要把它画在二维平面上时,只好将就一点,把它画成相交或者断裂了的样子。克莱因瓶也一样,我们可以把它理解成处于四维空间中的曲面。在我们这个三维空间中,即使是最高明的能工巧匠,也不得不把它做成自身相交的模样;就好像最高明的画家,在纸上画扭结的时候也不得不把它们画成自身相交的模样。有趣的是,如果把克莱因瓶沿着它的对称线切下去,竟会得到两个莫比乌斯环。
在三维空间中我们是无法制造出这个瓶子的。为何说这个瓶子的容积是无限大,是因为瓶子通向的是我们所无法认识到的四维空间,而在四维空间中这个瓶子是有容积的。
多维空间是个很有趣的学问。以上除了引用段纯手打!望采纳哟!

四维空间是什么?有人说看到是长,宽,高,加深度就是四维空间?那请问透视物体就是看到四维空间吗?

4. 谁了解四维空间多一点?请赐教

1 何为四维空间和四维弯曲1.1 何为四维空间  这里说的四维空间明显地与相对论指的四维时空不同,所谓四维时空是指三维空间与一维时间融洽而成为一个复合体,相对论认为时间和空间是分不开的,是一个整体的不同部分,这里说的四维空间是指不含时间在内的空间,认为宇宙中除了我们熟悉的三维空间外,还有一维我们根本不知道存在的空间,它就在我们身边,与“长”“宽”“高”一样实实在在地存在着,可是却极难察觉,以致以目前极为强大和极为复杂的物理实验也未能发现。这里的理论认为空间与时间是各自独立的,而且为了方便理解,可以认为空间和时间是完全刚性的,就象牛顿提出的经典时空定义那样,因而这里的理论建立在经典时空观念之上。事实上,不管你是多么的不愿意承认,只要你联想着大爆炸宇宙学说,你就想到了经典时空观念,而不是相对论时空观。  在具有长宽高的立体空间里,由于经过一点只能找到三条两两互相垂直的直线,无论采用哪种坐标系,都必须且只须用三个坐标数,我们说它是三维空间,是我们已知的维数最多的空间。在想象的“四维空间”中,经过一点,不但可以找到三条两两互相垂直的直线,而且可以另外找到一条直线与这三条直线两两互相垂直,也就是说,经过一点有且只有四条直线两两互相垂直。   1.2 何为“四维弯曲体”   可以从“圆”的角度理解四维空间。圆的直角坐标方程是 ,它是二维平直空间中一维弯曲空间(弯曲线),球面的直角坐标方程是 ,它是三维平直空间中二维弯曲空间(弯曲面),同样可以在四维平直空间中设想一种三维弯曲空间,这就是我说的“四维弯曲体”,其直角坐标方程是 ,其中 、 、 、 分别代表四条两两互相垂直的坐标轴上的坐标值, 表示离坐标原点的距离(半径值)。   四维弯曲体究竟是什么呢?我们的观念仅仅知道三维平直空间,所以我们只能从三维平直空间观念中理解四维空间的有关现象,这就得借助比喻、推理和想象。设想以经过原点且垂直 轴的平面横截球面 (这相当于令 ),我们得到一个圆 ,同样,以经过原点且垂直于 轴的平面横截四维弯曲体 (这相当于令 ),我们得到一个球面 ,所以四维弯曲体是一个类似于球面(或者圆)的东西,只是这个“球面”除了“长”、“宽”二维空间外,还多了一个“高”——第三维空间。   2 存在四维空间的依据   2.1 平直空间和弯曲空间对于坐标系的建立是等效的   在平面上,可以用两个坐标值确定某一位置,在球面上,我们同样可以建立坐标系,然后用两个坐标值确定某一位置。推及三维空间,即使我们认知的三维空间不是平直的,而是四维平直空间中一个较为特殊的弯曲空间,同样可以用三个坐标值对某点的位置加以确定,基于这点,我们才可以假设存在着第四维空间。   2.2 中微子惊人的穿透能力   中微子的惊人穿透能力是人所共知的,如果让中微子穿透一块100光年的固态铅,它被吸收的几率只有 ,相比于其它粒子,这种穿透能力实在令人震惊和难以置信。现有理论以“弱力”对中微子穿透能力进行理解,但我想,弱力理论中也许涉及第四维空间。   如图6,设想通常的物质和光子只能在一个半径厚度很小的四维弯曲体内,在图中便是在两圆弧之间,光子遇到第一个实体粒子就被吸收或发生其它相互作用,而同一位置产生的中微子,如果可以不安份守纪,离开四维弯曲体,直到很远距离才有幸遇到粒子并与它发生相互作用。事实上,中微子并没有真正穿越实体粒子,人们知道的中微子直线轨迹只是它真实轨迹在四维弯曲体上的投影,就象在空中飞行的小鸟可以轻易穿越河流一样。   2.3 自然界中存在的某些神秘现象   一方面事例来自于某些人的神秘失踪和再度出现,这类例子至少可以举10个,这里只提及1978年5月20日发生在美国南方的新奥尔良城一所中学操场上的一件事,当时体育老师巴可洛夫在教几个学生踢足球射门,14岁的巴尔莱克突然一球射入球门,他高兴地跳起来一叫,当着众人的面,眨眼功夫就失去了踪影。[1] 另一方面的事例是某些特异功能者特异搬物。1986年4月5日,钱学森在京接受香港记者采访时说,他曾亲眼见过一次特异功能演示:一瓶未开封的药,抓到手中,从中漏出23粒;再开瓶查验,其中剩下的正好77粒,而药瓶完整无缺,并且,每粒药片又做了特殊记号,可以防止魔术似的将其他药片混入充数,药瓶为特制材料,一旦破损,不能复原,这种“物体穿壁”的过程,还以每秒400张的高速连续摄影的设备进行拍摄,所有这些都有力地证明了整个演示的真实性。钱老对记者说:我是学科学的,事实就是事实,我被说服了![2]   信服神秘现象存在的不仅有钱学森,还有爱因斯坦。爱因斯坦和一位物理学家曾经进行这样的对话。那位物理学家说:“我倾向于相信传心术(Telepathy)。”爱因斯坦说:“它同物理学的关系也许比它同心理学的关系更密切。”那位物理学家说:“是的。”[3]看来,神秘现象已经不能再简单否定,也许需要冷静地思考,想想我们是不是已经发现了全部物理规律,这些现象是不是真的不可以用物理学进行理解。就我个人的感觉而言,只要假设存在着第四维空间,上述神秘失踪现象及“特异搬物”便可以理解。   如图1,A图表示物体在四维弯曲体的三维物质空间内,人们可以看见,B图表示物体已经离开弯曲体三维空间,进入四维空间的空虚空间,相信这里引力场变得非常稀薄,光不能正常传播,人们便不能看见,这就是神秘失踪现象,如果失踪者再度回到弯曲体内的三维物质空间就是失踪后的重现。至于“特异搬物”,可以借助比喻进行理解。围墙内的狗只能在地面上移动(二维空间),所以它不能走到围墙之外,但如果它能够飞,升到空中利用第三维空间,那么它要走到围墙外便是一件十分容易的事情。我们也可以捉弄一只蚂蚁,把它从小溪的一边提到另一边,如果蚂蚁懂得思考,只知道有二维空间存在的它便对这一现象百思而不得其解。                3 现存宇宙物质集中在一个四维弯曲体内的依据   3.1 只要空间弯曲得足够小我们就难以觉察   一般地,人们总认为水的表面是一个平面,一碗水、一个湖就是这样,但海水表面却显然不是平坦的,这点人们可以根据光线进行判断,而不是根据水平静(不流动)其表面就是平坦的(连通器原理)。如果没有直线传播的光,人们就不能断定海水表面是弯曲的。假定光在更大尺寸上的行为不再保持严格的直线传播,即不承认“光沿直线传播”观点,或者说光子永远被限制在四维弯曲体内,如果我们知道的空间弯曲得很微小,我们是不能凭借光传播加以认识的。而事实上,宇宙物质空间分布的巨大程度已经很好地保证四维弯曲体曲率非常小,所以我们根本不知道这一弯曲事实的存在。其实地球是球体,很早以前人们也不知道,只是在天文学家和航海家证实以后,人们才知道和确信这一点。   3.2 宇宙背景辐射的各向同性   无论是大爆炸宇宙学说还是哲学观念,都倾向于相信宇宙物质是有限的,而宇宙物质如果有限,并且就象人们想象的那样分布在三维平直空间里,我们就难以理解宇宙背景辐射的各向同性。美国宇航局宇宙背景探测器探测结果表明,宇宙背景辐射具有高度的各向同性,其各向异性仅仅是三千万分之一[4],在宇宙物质有限分布的前提下,如果宇宙物质象人们想象的那样分布在三维平直空间里,便容易得出结论我们正好生活在宇宙物质中心位置附近,离中心位置只有整个宇宙物质分布半径的大约千万分之一,而我们处在这一位置的可能性仅仅是 分之一,这样小的几率竟然成为现实,无论如何也是缺乏说服力的,这简直与当初的地球中心学说雷同了,但如果宇宙物质分布在四维空间中一个四维弯曲体内,宇宙背景辐射具有的高度各向同性就可以得到妥善的理解,这是因为,在四维弯曲体内任一点都具有前后、左右、上下的对称性,就象气球球面上任一点都前后、左右对称那样,这导致宇宙背景辐射具有高度各向同性。   3.3 宇宙澎胀的均匀性   如果宇宙物质分布在三维平直空间里,哈勃定律几乎不可能出现。宇宙中星系与星系之间相互远离已经是一个不争的事实,这种远离被证明遵循哈勃定律,即星系远离的速度与距离成正比。试想,当初原始核在三维空间的爆炸有没有可能产生这样具有规律的运动,要是谁可以在实验室模拟这种爆炸,可以肯定必须按照与中心远近的不同采用不同爆炸力度的材料,或者严格按照一定的时间顺序引燃,当初的原始核大爆炸会不会如此巧合呢?然而,如果现有物质在四维弯曲体的三维弯曲空间内,哈勃定律的出现便是显然的了,因为原始核大爆炸使物质以球形激波的形式向外扩散,外观上就象气球正在膨胀那样,显然相互远离的速度与相互间孤线距离成正比。基于以上分析,倘若哈勃定律被证明为严格成立,那么我们就可以认为现存宇宙物质集中在一个四维弯曲体内。   星系与星系之间的远离不能用通常在平直空间里发生的“惯性运动”加以解释,人们便试图引进一种所谓“宇宙恒量”的斥力,认为这种力随着距离的增大而增大,在宇宙尺寸角度上与万有引力扩衡,促使宇宙扩张。事实上,人们引进“宇宙恒量”将是多余的,因为“宇宙膨胀”是一种特殊的惯性运动的表现,是物质在四维弯曲体内作为一个整体相互影响的结果,外观上的表现就象离得越远斥力越大那样。   3.4 类星体的巨大红移及体积、能量之间的矛盾   我们知道,类星体红移值非常大,根据哈勃定律可以知道它们离地球非常遥远,结合亮度推测类星体释放的能量非常巨大,往往高达200亿个星系释放能量的总和。再则,类星体发光的亮度变化周期只有几周或几个月,从中可以判断类星体不可能很大,它的直径不会超过一光年,以致看上去就象一颗恒星那样,如此小的体积怎么可能释放如此巨大的能量呢?核反应、黑洞、正反物质湮灭等理论都不能解释,这是人 们的疑惑所在。   如果正如本文假设的那样,大部分宇宙物质分布在一个半径很大的四维弯曲体内,光只能在这个四维弯曲体内部的三维空间沿弧线传播,类星体之谜也许可以得到妥善理解。让我们想象一个地球仪,而且特别注意经线,如图2。(也可以想象一个布满竖花纹的西瓜。)我们把地球表面比作四维弯曲体,因为两者都是圆形弯曲的闭合空间,只是四维弯曲体比地球表面多了第三维弯曲空间。设想在地球的一个极(南极或北极)有个球形的小光源S,这光源发出的光只能沿着地球经线传播,更严格地说,光只能沿以球心为中心的弧线传播。这样,在地球的另一个极出现光源S的像S',这像是S的实像,大小相等,光亮程度理论上也一样。若在像S'附近有个蚂蚁,它看到像S',但这光来自于光源S,所以它实际上看到了光源S。类星体就是如此的一种景象:一些类星体在四维弯曲体上的分布大致与我们刚好对面,我们看到的类星体是真实类星体的实像,因为刚好在这像附近,距离不算远,所以看到的光亮程度较大,而光实际上来自于四维弯曲体上另一对称位置上真正意义的类星体(这星体可能仅仅是一颗恒星,也可能是致密天体),因为距离很远,所以观看到的红移值很大。这一解释很容易理解为何在我们邻近的星系观测不到类星体,因为宇宙中根本不存在就象人们想象的类星体那样发出如此巨大能量的天体;同样地,类星体子源的几十倍光速分离速度也很容易理解,因为与类星体像的距离并不象人们想象的那样远,相互分离的速度仅仅是由于视角度引起的一种错觉。   支持这一论断的最重要的依据是表达式: 。据说1969年前伯比奇等利用当时观测到的151个类星体得到这一表达式,其中n为自然数,B为常数,与所选的样品有关,1980年类星体已观测到1549个,这一关系仍然成立。[5]为了检验这一表达式,在网友的帮助下搜集到10个类星体数据,其中7个与这一表达式吻合得很好,但也有3个似乎违反这一表达式,也许要考虑B值因类星体本源类别的不同而有两个或多个可能的值。倘若上式可以被假定为正确,而考虑到宇宙澎胀的变化及光速C因标量引力场的变化刚好可以得到这一表达式,类星体就可以这样进行理解,而且可以作一些适当的预言:   a. 由于 ,如果可以不考虑早期原子发出的光子与现有原子发出的光子能量上的差异,0.228就表示目前四维弯曲体半圆弧的特征红移,因而“宇宙”远不象人们想象的那样大。   b. 尽管光子的远程传播可以促使物质分布的四维弯曲体变得更圆,但物质分布的四维弯曲体不可能完全标准地圆,而且星云也会对光发生偏折,因而如果星云对光的阻碍作用不是很严重,我们也许可以观测到类星体多次成像,这些像在一定的视位置相互错开,构成类星体系列。n表示光绕四维弯曲体半圆弧的整数,取奇数列或偶数列。   c. B值的多取值性意味着类星体本源引力红移的多取值性,也就是类星体本源属于不同的天体,可能是恒星也可能是大质量的致密天体(也就是人们说的“黑洞”)。   4 宇宙物质的从无到有的过程   根据能量守恒和质量守恒,能量和质量是不会创生的,然而我们禁不住要问,宇宙中现实存在的硕大无比的能量和质量当初从何而来?或者大爆炸宇宙学说中原始核是怎样演变而来的?显然我们不愿意放弃能量守恒定律和质量守恒定律,我们不会接受“上帝创造论”,也不愿意接受“宇宙永恒论”,但我们必须说明宇宙的能量和质量是怎样演变而来的。带着这个问题让我们考虑两个物理过程。   a. 光子转化为电子对。   实验表明,能量大于22兆电子伏特的光子在重金属中可以转化为电子对。电子在量子化轨道上跃迁释放的能量以光子的形式存在,而光子满足一定条件就可以转化为电子对,转化为物质,这一过程说明能量和质量是等效的,只要我们可以说明宇宙能量的来源,就可以说明宇宙物质的来源。爱因斯坦认为,质量就是凝固的能量。[6]也有其它物理学家持相同的观点:“质量等同于能量这一点就意味着在某种意义上说,物质是‘被锁闭的’能量。如果能找到什么方法把它释放出来,物质就会在能量的爆炸中消失。反之,如果想办法把能量集中起来,就会出现物质。”[7]从场论角度考虑,粒子有可能并非一个实体,它只是对应着定域性很好的局部场波动,虽然以目前人类的认知水平,还不能通过简单的途径把实体物质的场波动能量转化为动能等其它形式的能量,但有理由相信,质量可以从场波动能量角度找到其本质所在。   b. 光子之间的引力红移。   本文第一部分修正了引力红移表达式,这里进一步考察光引力红移的本质。让我们想象宇宙中只存在两个光子,能量均为 ,质量 ,相背运动。由于质量的存在导致万有引力的存在,万有引力对两个光子做负功,使光子具有的能量减少,光子具有的能量减少又导致质量减少……可以想象,两光子相互距离趋于无穷大时,光子具有的能量趋于无穷小。   我们以下式对这一物理过程表示   即  注意到 时 ,积分结果使我大吃一惊:距离趋于无穷大时,能量并没有趋于无穷小!出于对这一思路的信任,我试图寻找问题所在,我发现,如果光速C和万有引力系数G随宇宙总质量变化而变化(包括增函数关系和减函数关系),我需要的“距离趋于无穷大时光子能量趋于无穷小(或早已趋于零)”的结果便出现了,而在“基于”一文中,已经论述了光速C随引力场标量积分变化,所以有理由相信光速C和万有引力系数G随宇宙总质量变化而变化。   深入分析光子相背运动的类似逆反过程:   宇宙四维空间中当初一无所有,既没有一切实体粒子,也没有引力场,由于某种暂时不便考究的原因,宇宙四维空间中产生某种能量扰动,我们假定产生这种扰动的总能量很小,但分布的空间范围很广。能量的存在导致质量的存在( ),质量的存在导致场的存在,并进一步导致惯性和万有引力等相互作用存在。能量与能量之间存在着万有引力作用,使能量获得一个相向运动速度,同时能量之间的距离缩短,即势能转化为非势能能量。能量之间的势能转化将使扰动能量增大自身的能量数值,并进一步通过 增大自身能量的质量,增强能量之间的相互作用,而较强的相互作用又产生更多的质量,如此正反馈,使宇宙非势能能量指数上升。初始时宇宙非势能能量很少,增多得也缓慢,但经过一段十分漫长的时间以后,宇宙非势能能量迅速增大,所含能量成为一个真正的天文数字。   宇宙非势能能量以场波动能量的形式出现,它们之间的相互吸引作用,增益了各自非势能能量,但包括势能在内的总能量不变,而且很小。势能减小(负值),非势能增加(正值),并且内部的特征距离缩短,以致距离接近零形成一个奇点,这就是大爆炸宇宙学说中的原始核。如果把相隔无限远处势能记作为零,并令初始干扰能量无限趋于零,那么,宇宙的总能量就是一个极小的数值,注意到我们把 看作与0等效,即把无穷小量看着与0等效,这便初步说明了宇宙能量和质量的来源。   5 宇宙物质的从有到无的过程   关于宇宙发展的最终结局问题,天文学家们即根据万有引力阻止宇宙物质的膨胀和宇宙目前的膨胀速度,提出一个临介密度,认为如果宇宙物质的真实密度大于临介密度,宇宙物质膨胀到一定程度后将停止膨胀,开始收缩,然后再膨胀,再收缩,如此循环演变下去,而如果宇宙物质的真实密度小于临介密度,宇宙物质将一直膨胀下去,永不停止。倘若上文关于宇宙能量、物质的来源分析得比较接近事实情况,那么宇宙的发展状况将介于上述两种情形之间:宇宙继续膨胀下去,而宇宙物质将以能量的形式消失于宇宙的四维空间。这一过程分两步进行。   5.1 物质的内含能量重新转变为光子等非实体物质形式的能量   有两种机制使星体自转变慢:a.地球自转变慢。b.中子星自转变慢。前者主要是月球对地球的起潮作用:月球绕地球公转角速度小于地球自转角速度,起潮作用引起一股潮水和空气逆向地球转动,与海洋底和大地摩擦的结果是地球自转能量减小,部分地球自转能量转移给月球,地球自转越来越慢,月球则逐渐远离地球。后者主要是自转星体以一种“引力波”的形式向外耗散能量:引力波是广义相对论的预言,本文否定广义相对论,但基于度规理论的引入,即考虑引力场具有(微小的)能量和质量,相信同样可以预言引力波的存在。还有一个因素令中子星自转变慢,就是中子星作为强引力场有可能在其表面附近存在着大量虚粒子,这些虚粒子依据测不准原理存在,并且因为引力场很强变得更加稠密和频繁,大量虚粒子的出现和湮灭,甚至因为引力场能量的介入使得有实在粒子或光子出现,中子星的转动就象在一个粘稠的环境转动一样,其转动能量一点一点地向外扩散。当然,这仅仅是一种猜测,但尽管如此,脉冲星脉动周期的延长,已经很好地说明自转星体的转动动能存在着某种非经典性质的损耗机制,虽然这一过程十分缓慢,但已经确凿无疑。   星体自转角速度变慢的推论是双星系统也以同样的方式损耗转动能量,并且因为万有引力的存在距离越来越小,如果时间允许,两颗恒星有可能汇聚成为一颗恒星。此外,当行星向外损耗的能量大于从恒星自转获得的能量以后,行星与恒星之间的距离也会因为转动能量的减小而缩短,趋于汇聚成为一个整体。(尽管超新星爆发往往会中断这一过程。)   设想时间以亿年为单位延长下去,随着星系中恒星核反应的进行,大量的小个子原子变成性质稳定的中等核数原子,核反应能源趋于枯竭,越来越多的物质趋于以白矮星、中子星的形式存在,由于万有引力,它们总可以在邻近的星体中找到自己的伴侣绕共同的质心旋转,而由于旋转的非经典性质的损耗能量机制,这种旋转又以聚集成质量更大的星体作为结果,于是我们看到宇宙物质以下述关系演变:   星云—> 恒星 —> 白矮星、中子星 —> 大质量致密天体 —> 更大质量致密天体   随着时间的极大延长,物质总可以演变成质量足够巨大的致密天体,下一步会如何演变呢?在“基于”一文中已经论证了没有真正意义上的黑洞,光子总有一些能量逃离质量极大的致密天体,致密天体可以以这种方式损耗其能量和质量。还有一种损耗能量的方式,就是“爆炸”。在宇宙年龄极大以后,宇宙中物质的活动趋于孤寂,致密天体自转越来越慢,温度越来越低,由于质量足够大,中央的强大压强激活实体物质的内含能量,使黑洞爆炸,组成黑洞的全部物质几乎同时转变成光子等非实体物质形式的能量,极大质量致密天体通过这种方式成功地解体。赞同致密天体以爆炸的形式消失的有(英)保罗.戴维 斯[8]。   我们可以从宇宙中找到致密天体爆炸的间接证据。星际喷流是宇宙中普遍存在的现象,例如M87,喷出的气流一个个地排在一条直线上,说明它们是连珠炮似的从某处喷出,而且如果长时间曝光,还可以看到相反方向也有物质喷流。[9]星系喷流也许可以看作致密天体爆炸的前期活动:目前宇宙中存在的致密天体都在高速自转着,这种高速自转使得天体有两个特殊方向,就是自转的两个极,这两个极离心力和引力都显得很特殊,因而最容易激发物质的内含能量,转变成光子,发生局部爆炸,使致密天体物质沿着两个极的方向喷射出去形成喷流。由于旋转的非经典损耗能量机制,致密天体自转越来越慢,喷流活动不再那样活跃,在致密天体几乎不转动以后,由于找不到“突破口”,有一段相当漫长的时间致密天体几乎完全安静,不发生喷流,却缓慢地从周围空间吸积物质,使其质量越来越大。在质量达到某一临界值的时候,就有可能全面激活物质的内含能量,使其发生整体爆炸。致密天体爆炸看来要满足两个条件:a.几乎不自转。b.质量达到某一临界值。而目前宇宙中致密天体还远远不符合这两个条件,因而我们不会看到致密天体以爆炸的形成解体。   上述分析的结果是宇宙物质逐渐聚集成质量极大的致密天体,然后所有物质都进一步演变成光子。   5.2 随着四维弯曲体膨胀,宇宙非势能能量重新转变为宇宙势能能量   让我们看看四维弯曲体膨胀的有关物理性质。如图3,平面表示四维空间,圆表示四维弯曲体。为了与宇宙学红移相符,必须假定四维弯曲体膨胀,其半径随时间的流逝而增大。一个光子在四维弯曲体内A点出发沿着四维弯曲体运动,在图中它沿着圆运动,运动一周后回到原出发点,由于四维弯曲体正在膨胀,当它重新回到出发点时,尽管周围的景物可能依然如故,它实际上位于 点,而非A点。根据宇宙学红移,光子的这种运动导致它的频率减小,所含能量也随之减小。假若四维弯曲体不膨胀,宇宙学红移就不存在,光子运动一周后回到原处,能量将不发生变化,可见,光子能量的减少,原因在于四维弯曲体膨胀。随着时间的延长,宇宙物质全都转变为光子等非实体物质形式的能量,这种能量又以宇宙学红移等形式逐渐减小,宇宙物质将以这种方式转化为四维弯曲体势能能量,从而导致宇宙非势能和势能分别从正值和负值无限趋于零,宇宙物质最终消失在宇宙的四维空间中。(值得注意的是,四维弯曲体膨胀引起的红移致使光子失去能量,这来源于四维弯曲体内物质之间的相互作用,能量由非势能转化为势能的结果,而非无缘无故地消失。)   6 一些另外的分析说明   6.1 关于自然之谜   这篇论文引用了较多例子说明存在四维空间,其中最可能引起争议的是一些神秘自然现象的引用,可能有相当多的科学工作者完全排斥这些神秘现象,压根儿不愿意把它们纳入科学领域。但我个人却深信这类现象是客观存在的,而且我认为,如果我可以在科学领域取得成功,很大程度是因为我敢于把自然之谜与自然科学结合起来,努力寻找那些看似神秘的自然之谜存在的可能,并试图作出物理学方面的严格解释。我希望所有人都愿意相信这样的一个事实:我们并未认知全部物理规律,有些现象暂时无法解释,但它们却可能是物理事实,就象以前的人们压根儿不会相信“始终向着东走会回到原来的出发点”那样。   我得承认,直到现在为止,人们并未找到相关自然之谜的有力实验证据,也许它们确实太过于扑朔迷离,但这不等于不存在,我希望人们愿意把它们看作一个重大课题进行研究,深刻认识这些自然之谜的理解对物理学革新具有的重大意义,更广泛地论证和寻求实验依据。  参考文献: [1]《时代青年》(2001年或2000年期刊)。

5. 四维空间比三维空间多了什么?

四维空间比三维空间装得更多。四维空间比三维多了一个维度,正是因为这个维度存在,所以四维生物在三维空间中基本无所不能,没人可以真正打败它。
一维就是一个点,二维是一个平面,三维是一个存在长宽高且区分内外的空间,四维也是一个空间,但由于四维比三维多了一个我们想象不出来的方向,所以从四维看三维,就能直接看到三维空间的内部,能在不打开盒子的情况下直接看见盒子里的东西,甚至是把它拿出来。

四维空间的优势
1、因为多出了一条维度,所以四维空间会比三维空间,有更大的包容力。
打个比方来说,在一个固定面积的二维平面上面,如果放满了东西,还要继续堆东西就只能往上堆了,所以三维空间比二维空间“大”。
所以说高维空间会比低维空间,能装更多的东西。
2、高维空间预示着从一个地方到另外一个地方,有更多的运动轨迹可以走。
比如,三维空间相对于二维空间,从a点到b点,会有更多的路径可以走。而且多出来的通过第三维的路径会呈指数级增长。
所以,如果一个人可以在四维空间里面行走,他就可以在我们的世界里原地消失,然后又在另一个地方瞬间出现。

四维空间比三维空间多了什么?

6. 四维空间指哪四维?

四维空间是什么?

7. 什么是四维空间,我如何进入四维空间


什么是四维空间,我如何进入四维空间

8. 一、二、三、四维空间是什么?

一维空间是X轴,二维XY,三维XYZ,四维,加上时间。
关于更高的维度:如果你是一维空间的某个物体,当你的视线正前方有物体在沿着你视线远近的运动你能感觉到,但是只要物体向左右运动,你就会觉得那个物体消失了,实际上是永远消失掉了,永远消失在一维空间。而那个物体属于二位或者更高。’
如果你是二位空间的物体,眼前有一物体在前后,左右运动,但是地上有一个洞,那个物体突然掉进洞里了,理论上来讲,那个物体从你的空间彻底消失,而你是无法理解那个物体跑到哪里去了,因为二位空间永远无法想象三维空间的。再怎么幻想只不过是把二维复杂化,永远不会建立出所谓的“Z"轴。
而四维空间比三维空间多出来的是时间,其实我也没有弄明白为什么把时间算成一个维度,或许是人类生活在物质的三维空间里面,但是就像一维看二维,二维看三维一样,无法理解物质上的四维是什么,但是时间确实是可以算作一个新的维度的。
关于比现在更高的维度的空间,如果我们类比,理论上是存在的。而我们几乎是无法达到,就像现在和过去,现在和过去是完全不同的两个空间,而且互不包含(物质上来讲,不是精神上)。所以我们继续推到,高维度的空间可以理解低维度的,但是永远也无法理解比现在更高维度的了,因为更高维度的空间包含于现在,但是现在不包含更高。
简单的讲,二维包含一维空间。三维包含二维和一维空间。。。。就像,孩子不会理解大哥哥大姐姐想得,青少年知道小孩子会想些什么但不知道父母在想些什么,父母知道孩子们在想什么,却不知道爷爷奶奶在想什么,而爷爷奶奶看起来糊糊涂涂的,他们阅历也是最高的,涵盖最多的。
维度和空间在物理面的思想到了更高就是哲学了,或许哲学的学生给会用更好的解答来给你一个解释。