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宇宙是什麼樣子?牛頓和愛因斯坦背道而馳,誰的想法才是正確的?

20世紀以前,人類對宇宙知之甚少。在牛頓提出萬有引力定律之後,牛頓對宇宙有了一些深入的見解,他認為宇宙的時間是固定不變的,宇宙的空間,也和外界的任何事物無關。相對於宇宙空間的三維模型,時間是另外一個維度。這種宇宙絕對時空觀在當時得到了許多人的認可。

20世紀以後,愛因斯坦出現了,他對牛頓萬有引力定律沒有任何疑問,不過他對絕對宇宙時空論,卻有很大的質疑。牛頓認為宇宙時空是不受任何其他外界事物影響的,彼此互不關聯,甚至也沒有什麼形狀,而愛因斯坦卻不這麼認為。

愛因斯坦的狹義相對論中談及到宇宙時空具備有形狀。首先,光有波的性質,比如水波是在以水為介質進行傳播,而光波是以「以太」為介質進行傳播的。以太其實是一種在太空中常見的介質,在太空中時刻靜止存在,而光速相對於以太來講是不變的,這一性質對於定義時間和空間的概念特別重要。

其次,宇宙中並沒有發現一種絕對的時間的概念。因為如果兩個人站在完全不同的角度上觀察物體的運動狀態時,不同的角度會有不同的時間。甚至可以說,宇宙的時間和空間是相互糾纏在一起的,共同拼湊出宇宙的形狀。

比如,一個站在地球表面的人,看著天空中的宇宙飛船,另一個人站在飛船的尾部向船頭髮射一束光。在飛船上的人看來,發射的光的距離就是飛船的距離,而由於宇宙飛船一直在向前運動,所以地面上的人看到的距離比宇宙飛船的船身距離還要大。這種不一致的距離帶來的時間是不一樣的。因此,愛因斯坦的時間不同也有一定的道理。

沒有一個人是存在有相同的時間,不同的人時間是不一樣的,這樣一來,牛頓的絕對時空論被愛因斯坦打破。不過,把牛頓的萬有引力定律的存在作用到相對時空論中,愛因斯坦的相對論還有一定的局限性,這也是愛因斯坦稱之為狹義相對論的原因。

如果考慮萬有引力的情況,那麼光速可能就是變化的,因為物體遇到有其他的引力吸引時,速度是會發生變化的。因此,愛因斯坦又提出了一個廣義相對論,這一理論將萬有引力考慮進去,並且認為引力帶來的是時空物體的彎曲。

比如,地球的存在一開始應該是像直線一樣運動,不過,因為太陽的引力作用,地球就變成了彎曲運行。即宇宙中的物體是會受引力的作用而產生彎曲變形,形成有一定形狀的宇宙。而真實的實驗情況並不是時間發生變化而空間保持不變,更複雜的是,其實時間和空間可能是一直在發生變化,並且相互糾纏在一起。

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