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四维空间是什么?

我们所提及的四维空间多数是指爱因斯坦在他的《广义相对论》和《狭义相对论》中提到的“四维时空”概念。根据爱因斯坦的概念,空间和时间是交织在一起的,形成一种被他称为“时空”的四维结构,四维空间就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。

爱因斯坦

爱因斯坦 四维空间概念

四维空间概念

现在我们知道四维空间就是在三维空间的基础上加上时间。但由于我们在地球上所感觉到的时间运行很慢,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。并且,钟在飞行的火箭中变慢也用事实证实了这一点。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。

四维空间

四维空间就是在三维空间的基础上加上时间

维的描述
一维是线,二维是面,三维是静态空间,四维是动态空间(因为有了时间),当然这只是一种说法,并 不是说第四维就是时间。

简单地说:
零维是点,没有长、宽、高。
一维是由无数的点组成的一条线,只有长度,没有宽、高。
二维是由无数的线组成的面,有长、宽没有高。
三维是由无数的面组成的体,有长宽高。

四维空间的轴对称性

对于爱因斯坦的四维空间,人们普遍认为空间有轴对称性,或是中心对称。譬如,倘若一个三维空间的人进入四维空间,那么他也许会被‘轴对称’一下。当然,由于没有人进入四维空间,所以这只是一个假设。但是关于时间轴的观点以及时空错乱瞬间的现象与这是相符的。

四维空间的轴对称性

四维空间的轴对称性

真的可以穿越四维空间吗

首先假设一张没有厚度的纸 (只拥有“长”、“宽”),代表一个二维的空间,也就是平面;用笔在上面画上一个圈和一个点,并假设圈和点可以在平面(纸)上移动(前后左右)。当然,点不可以穿透圈,此时圈对点拥有物理上的约束力。

然而,若将数张乃至数十张纸叠在一起时,原本的纸与后来的纸便组成了一个三维空间(同时拥有“长”、“宽”、“高”);这样一来,原本处于二维的圈和点就具有了三维空间中的移动能力,即:前后左右上下。显然,圈对点的约束也就失去了。

从这个比喻中可以看出,二维前往三维的旅途中,一些物体之间的某些相互作用或许会消失;而类推至人类身上,这将是灾难性的后果。试想如果血管失去了对红细胞的约束,人类在前往四维空间的旅途中瞬间便会死于失血过多(当然,氧气也可以随意进出人体,或许并不需要血液——虽然有没有氧气还难说),因此从理论上来讲,前往四维乃至更高维的旅行是行不通的。

穿越四维空间

穿越四维空间将是灾难性的后果

穿越四维空间的例子

1934年,在美国菲拉狄尔菲亚港,有一艘满载官兵的驱逐舰,正启程远海驶去。突然,一阵波涛袭来,还没等司舵把稳方向,转瞬间,这艘船却神奇地在弗台尼亚洲东南部的诺福克海港出现了。

舰长、大副、领航、司舵和水手们个个睁大了眼睛,面面相觑,谁也不知道发生了什么事情,舰长紧蹙双眉的纳闷着菲拉狄尔菲亚港和诺福克港之间距离500多公里,在短促的时间里,怎么可能由一个港口航行到另一个港口:况且大副、领航、司舵又没失职,层层控制着这艘船,又怎么会发生这种不可思议的事情?真是莫明其妙!……

1956年5月10日,美国西部俄克拉荷马州一个叫做奥塔斯的城市里,八岁的小孩吉米正和小伙伴特姆、肯一起玩“捉强盗“的游戏。由吉米爬上附近一家人家的围墙,抓住从围墙下通过的肯。正玩在兴头上,吉米忽然大喊一声:“肯,等一下!”就从围墙上跳了下来,就在这一霎那间,吉米不见了人影,特姆和肯大吃一惊,急忙喊道:“喂!吉米!”“吉米!你藏到哪儿去啦?快出来!”     两个孩子声嘶力竭地呼唤着自己的伙伴,但是听不到任何回音,吉米仍然杳无踪影。人们听说吉米在两个同伴眼前突然失踪,顿时哄动起来。吉米的妈妈急忙和警察局报告,警方以为发生了诱拐儿童的案件,立即出动进行搜查,但是毫无结果。     一个月过去了,有一天,吉米的母亲也出乎意料地失踪了。当时由于没有人在现场,不知道她失踪时的情形。但是,连续发生两起突然失踪的事件使警方紧张起来,再次进行全面侦查,仍然一无所获。吉米母子俩为什么会去向不明,一直无人知晓。

消失的母子

1960年,在神秘的百慕大海域也发生一件怪事。 在众多旁观者面前,美国的战斗机被云吞噬,就此消失。

目击者之一H.维克多回忆说:”当时我在金德雷空军基地的人工卫星站工作。那天气候良好,空中除了一朵云之外,一片晴朗。 五架战斗机从事训练飞行。包括我在内,很多基地人员都在观赏天空的情况,五架战斗机在离海岸800米的上空冲进一朵飘浮的白云中,我们拼命伸长脖子望着天空,但是它其中一架始终未再出现。”

基地顿时骚动起来。控制塔的指挥自始至终都是目击者,他也一样没有看到任何物体从云中掉到海上,雷达屏幕上也显示出本来的五架战斗机的影子,突然间地消失了一架,立即引起官方注意,而派出搜索队。 搜索的范围是基地的海岸到800公尺外的浅滩。 找了又找,连一个战斗机破片也没有发现。那朵白云吞噬了一架战斗机,在不知不觉中消失了……”

消失的飞机

1968年6月1日又出现了一件古怪的事,那天,在南美洲阿根廷首都布宜诺斯艾利斯郊外,两辆汽车正在高速公路上行驶。 一辆坐着律师毕特耳夫妇,另一辆载着他们的朋友——哥登夫妇,他们的目的地是150公里外的麦布市。 哥登夫妇一路领先,不久,汽车的暮色中到达麦布市郊,回头往后一看,毕特耳夫妇的车子不见了,他们还以为律师车子发生了故障,进城后,他俩分头打电话给沿途的村镇,又派人沿高速公路搜索。 两天过后,一无所获,哥登夫妇只好报警。

就在同一天,哥登接到墨西哥打来的长途电话,说话人竟是毕特耳律师本人。原来他们遇到了一件不可思议的奇事: 当毕特耳夫妇的车子经过雪斯哥姆市后,车子前方突然白雾笼罩,不久,车身全被白雾包围。毕特耳看表,时间是午夜12点10分,就在这时,夫妇俩忽然昏迷过去。也不知经过多少时候,他们苏醒过来,天色已经放亮,车子仍然在高速公路上行驶。

奇怪的是,路上的风光景色,以及行人的穿戴服饰,都和阿根延不同,停车一问,真叫人大吃一惊:原来他们已在墨西哥城了! 阿根延距离墨西哥最少也有6000公里,他们怎么会把车子从阿根延开到墨西哥的呢?律师先生自己也说不出个头绪来。

毕特耳夫妇赶快打电话给阿根延驻墨西哥的领事馆,要求帮忙,这时,他们两人的表针都停在12点10吩,而实际上,这天已是6月3日了。

1893年10月25日,两个荷兰籍的士兵正在爪哇岛的荷属东印度公司的大门口站岗。突然,这两个士兵感觉到一阵迷糊,就不知不觉地睡着了。 当这两个士兵醒过来后,发现正身处墨西哥,后来经过证实,墨西哥人心里感到特别纳闷:“那两个士兵怎么在一夜之间,就从印尼跑到我们墨西哥来了呢?这到底是怎么回事呢?”

1955年,一架飞机从印尼的万隆机场飞往墨西哥的坦皮科机场。刚刚起飞,这架飞机就跟地面指挥部失去了联系。后来,人们经过好多次的寻找,也没有找着这架飞机。可是,35年以后,这架飞机却好好地到达了墨西哥的坦皮科机场。机场上的人们看见这架飞机,立刻团团地把它围住了。飞行员还穿着50年代的服装,而现在已是90年代了。这架飞机上的飞行员不管怎么盘问,一口咬定:“现在就是1955年嘛,我们只是完成了一次例行飞行罢了。”后来,人们经过调查,这架飞机就是1955年,派往墨西哥坦皮科机场中途失踪的飞机。人们又找来飞行员的照片一看,这飞行员的模样跟1955年时的一样,根本没有一点儿变化。像这种怪事,世界上已发现过多次,所以,四维空间引起了许多科学家们的注意。

在2011年美国宇航局总部在一场新闻发布会上,科学家公布了引力探测卫星B(GP-B)计划的数据分析结果,结果表明在地球周围确实存在时空漩涡,并且其各项参数和爱因斯坦广义相对论预言的四维空间完全符合。

在地球周围确实存在时空漩涡

在地球周围确实存在时空漩涡

科学家认为:地球和某种神秘世界之间,存在着一种不可捉摸的通道。通道的两边是两个不同层次的世界。研究这种现象的人,把藏在通道另一侧的神秘世界,称作“四度空间”(四维空间)。

宇宙是无穷无尽的,在浩瀚无涯的宇宙中,还蕴藏着无数的秘密。科学家们对“四维空间”深入探索将会揭开这“神秘世界”之谜。所谓“四维空间”的奥秘,必定在不久的将来被人类所认识。