如何證明四維空間的存在?


按照相對論,如果我們的時空是可以扭曲的,那麼我們扭曲的方向便是四維空間。像科學家們曾經提到過的一個說法,認為我們的宇宙是有限無邊的,這個說法就是建立在存在四維空間的基因上的。認為我們的宇宙是四維球體的一個外表面,就像是地球表面一樣,只不過是在四維的地球表面罷了。

想要證明四維空間的存在,目前有一個現成的求證之所,那便是黑洞。只要我們能夠通過黑洞到達另外的任何地方,不管它是不是在我們的宇宙之內,都可以證明存在四維空間。

不過黑洞太過危險,根本不是我們目前的能力所能夠通過的,所以只能另想他法。也許我們可以利用現有的技術對一個小範圍的空間進行無限的擠壓,就像我們用手指捏皮膚那樣把這塊空間擠到四維空間上去。

如何知道有沒有擠到四維空間呢?看擠壓力,當把空間擠壓到四維之後,繼續擠壓的話所需要的力不再和所縮小的空間量成正比,而應該是只以一個相對緩慢的速度增加。

好吧,其實不用這麼麻煩,就直接擠壓,然後利用儀器對裡面的空間進行測量。如果在已經收縮的空間里測量出的空間仍然與收縮前相同,那麼恭喜你,你發現四維空間了。而如果發現空間變小了,一個是可能擠壓力不夠,另一個可能是方法不對。好了不說了,就到這吧。。。


已知的宇宙是四維時空,其中有三維是空間,如果能夠證明四維空間足以轟動科學界。但無論是時空彎曲還是宇宙有限無邊都不能證明四維空間。

時空彎曲證明四維空間的漏洞

平面可以看做由無數條直線組成,也可以由無數條曲線組成。我們的直覺總是讓彎曲方向垂直於平面延伸到三維空間,其實彎曲方向可以平行於平面(參考下圖),在二維空間中就可以得到彎曲的平面。 同理三維立體也可以由無數個曲面組成,形成彎曲的三維空間,在彎曲的空間中,物體沿著曲面運動,看起來就像被引力吸引。廣義相對論中也沒有出現第四維空間,現實中萬有引力更沒有將物體吸進第四維空間,時空彎曲和第四維空間沒有關係。

(直覺中的曲面是三維的,彎曲看的到,摸得著)

(二維曲面,摸起來是平的,如果不把曲線紋理畫出來看起來和平面相同)

有限無邊的宇宙不能證明四維空間

宇宙空間的幾何學不是傳統的歐式幾何,而是黎曼幾何, 也就是相對論使用的幾何學。黎曼幾何的特點是平行線可以相交,存在首尾相連的一維直線,也存在首尾相連的的三維空間,此時直線和三維空間都是有限無邊的。把有限無邊的宇宙比喻成球面只是為了方便在傳統幾何學中理解,並不能證明四維空間。

有理論認為宇宙有多維空間,其它的空間維度處於蜷曲狀態,如果測量尺度小於蜷曲尺寸,就可以觀測到多維空間存在的痕迹,但是這項研究還沒有取得突破進展,目前並沒有四維空間的有效證明。


我們現在生活空間,的叫四維宇宙,是三維立體空間+時間,四面八方為宇,古往今來為宙,稱宇宙。時間是面牆,隔斷了過去未來現在。有牆就有門,打破時間的牆,就能進入五維宇宙。

我明白四維宇宙,不明白什麼是四維空間,立體空間是三維的,長寬高,也是上下左右前後。那麼、四維空間是個什麼鬼。


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