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這個問題會讓你聯(lián)想到什么？“時空連續(xù)統(tǒng)”這個詞會不會勾勒出星球大戰(zhàn)中 光劍的樣子？或者是星際穿越中飛船的形象？

如果是這樣，你的想法在正常不過?！皶r空連續(xù)統(tǒng)”聽起來不像是存在于我們世界中的事物。但事實上，它絕不是只在科幻小說中存在的東西，它是一個可以解釋我們存在根本的，理論科學的構架。

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時空連續(xù)統(tǒng)的概念是從阿爾伯特·愛因斯坦開創(chuàng)性的研究誕生的。在發(fā)展他的廣義相對論時，愛因斯坦研究了物理定律與光速的關系。

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愛因斯坦的結論是，空間與時間并不是兩個分開的現象，而是交叉在同一個連續(xù)統(tǒng)上，并跨越了好幾個維度。時空連續(xù)統(tǒng)究竟有幾個維度呢？

時空連續(xù)統(tǒng)共有四個維度，三維的空間（長、寬、高，或者說上下、左右、前后，取決于你是如何思考的）加上第四維的時間。愛因斯坦的相對論，極大地激勵了其他科學家對于時間與空間的關系進行研究。

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這些關于時空的東西是不是令你感到困惑？如果是這樣的話，別擔心。時空連續(xù)統(tǒng)和愛因斯坦的相對論都是非常前沿的科學理論，甚至連專業(yè)人士也會有摸不著頭腦的時候。避開令人費解的細節(jié)，然我們聊一聊幾個從時空連續(xù)統(tǒng)衍生的冷知識。

想象時空連續(xù)統(tǒng)的一種方式是將它看作一張布，愛因斯坦意識到帶有質量的物體，例如一個人或者地球，會在導致時空的畸變。

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想象在一塊布中央放了一顆保齡球，球體四周的布料會被下壓，在保齡球的位置形成一個低地。這個低地就代表時空連續(xù)統(tǒng)的彎曲。而這些彎曲，根據愛因斯坦的理論，就是重力。

但這些彎曲是真實的嗎？雖然科學家們不能觀測或測量時空，他們可以確認愛因斯坦預測的現象發(fā)生了。例如，光線會在經過大質量物體附近時彎曲。這一現象被稱為引力透鏡效應，并被天文學家用于學習本被其他天體遮蓋住的星系。

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愛因斯坦還猜測， 因為時空的相對性，一個運動中的物體所體會到時間的流逝比起靜止的物體要緩慢。在地球上，我們運動的速度太小，以至于觀測不到這一現象，但科學家們已將它證實。

每一天，GPS所用的衛(wèi)星比地球多了38微妙，如果不是有內在的裝置來調整時間，將會導致幾公里的誤差。所以下一次出行，你可以告訴你的同伴們，GPS所提供的信息來自未來。

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時空

在物理中，時空是任何將三維的空間與一維的時間結合在一起，形成一個四維時空的數學模型。時空圖像可以將相對論的影響可視化，讓我們清晰地看到為什么不同觀測者對同一件現象所發(fā)生的位置與時間有不同的看法。

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一直到二十世紀初，人們認為三維的空間（被坐標，長度，方向所表示）與一維的空間是兩個獨立的個體。但在1905年，阿爾伯特·愛因斯坦，根據他開創(chuàng)性的相對論，提出了兩點猜測：第一，在所有慣性參考系（勻速運動的觀測框架）下，物理守則不變（在各處一致）；第二，光速真空中的速度保持一致，無論觀測者相對光源的速度。

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作者: wonderopolis

FY: mjr

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