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对时间和空间的通俗解释 两个最基本事实: 1、大爆炸不是“在一个空间里爆炸”

对时间和空间的通俗解释

两个最基本事实:

1、大爆炸不是“在一个空间里爆炸”。大爆炸就是空间和物质从无到有的涌现,它们不是一先一后出现的,而是同一个过程的不同侧面。

2、“宇宙在膨胀”这句话能说通,前提是宇宙是一整块东西。它是一个整体的几何结构,不是一堆碎片拼起来的。

宇宙空间是整体,而且和物质分不开,所以空间和物质的统一是绝对的,空间的整体性在一种自然的选择下也是成立的。这里的统一,是从宇宙整体时空和物质不可分割的角度来讲,对应物理理论里时空几何和物质能量紧密相连的特性。

需要说明的是:在广义相对论中,时空是四维的整体,如何拆分成“空间”和“时间”取决于观察者的运动状态。我们下面采用一种最自然的方式——跟着星系一起运动的观察者——来拆分时空,在这种方式下,空间呈现出整体性,时间则没有全局统一性。

绝对不等于不变。宇宙的状态会改变,会膨胀,也有可能收缩,空间曲率也会随之改变,但宇宙始终是完整一体,永远不会分裂成互不相连的部分。

整体性恒久不变,改变的只是它内部的运行状态。宇宙整体一同发生膨胀或是收缩,并非个别区域单独变动。

宇宙的空间变化,如同拉伸一整块橡皮筋,整体都会跟着改变,不会只有局部出现动静。在整体变动之外,还存在局部的空间变化,比如太阳的引力能够弯折周边空间,可这种影响只局限在太阳系附近,撼动不了整个宇宙。决定宇宙整体形态的,是宇宙间所有的物质和能量,单一星系或是星系群做不到这一点。

这就好比一张蹦床,上面放一个保龄球,球周围会凹下去,但蹦床整体还是那张蹦床。世间没有能够独自发生变化的空间片段,所有局部的改变,都依附于宇宙整体的变化之中。

再说时间问题。

光和世间普通的石头、星体一样,都是物理实在,彼此只是运动方式和构成形式不一样。速度越快,时间越慢。如果达到光速,时间就完全停了——对光来说,出发和到达是同时发生的。而普通天体运行速度远不及光速,自然有着明显的时间流逝。

由此能够看出,时间并不是物质与生俱来自带的特质,宇宙之中本就不存在统一的时间。时间其实是物质相互运动形成的关联,包含位置变动、事物演化节奏、事件先后因果等等,人们制作钟表计时,只是用来衡量这些客观存在的运动关联,并非凭空造出了时间。

宇宙里每一个天体,都有着属于自身的运动节奏,运动速度越快,时间流逝就越缓慢,如同每个人都有着不一样的心跳节奏。

我们没办法确定宇宙统一的时刻,询问宇宙现在几点本身就没有实际意义。平日里提到的宇宙时,只是为了方便研究设定的参考标准,并非真实存在、适用于万物的绝对时间。

时间只存在于局部范围,不同环境有着不一样的时间流速,空间却是完整统一的整体,我们可以探讨宇宙的整体大小和形态,却无法界定统一的宇宙时间尺度。

归根结底,并非时间不存在,也不是万物的变化都是假象,而是世间没有能够适用于整个宇宙的统一时间。

宇宙拥有在自然选择下呈现出来的完整一体空间,我们可以探究它的整体形态与范围,但不存在一个对所有观察者都统一的整体时间。换一种运动状态的观察者,他拆出来的“空间”可能就不是整体了。总之,在我们选择的这个参考系下:宇宙有整体的空间,但没有整体的时间。

推导过程:

大爆炸同时产生空间和物质 →
宇宙空间是一整块几何 →
这个整体性是绝对的 →
宇宙整体一起膨胀或收缩 →
局部天体的弯曲只影响局部 →
时间不是物质自带的属性 →
每个天体有自己的时间流速 →
宇宙没有统一的宇宙时间 →
所以对于整个宇宙来说,统一标准下的时间没有实际意义。