本文摘要：时空（时间-空间）结构是三维空间与四维时间结合的概念模型。

时空（时间-空间）结构是三维空间与四维时间结合的概念模型。根据目前最差的物理理论，时空说明了物体在相似光速时产生的不同寻常的相对论效应，以及宇宙中大型物体的运动。科技快报科技资讯谁找到了时空？科技快报科技资讯知名的物理学家阿尔伯特·爱因斯坦在他的相对论中扩展了时空的概念。在他的开创性工作之前，科学家用两种有所不同的理论来说明物理现象，分别是牛顿的物理定律和詹姆斯·克拉克·麦克斯韦的电磁模型，前者叙述了大质量物体的运动，后者则说明了光的属性。

科技快报科技资讯然而，在19世纪末展开的实验指出，光有其类似之处。测量结果显示，无论再次发生什么情况，光总是以某种程度的速度传播。1898年，法国物理学家和数学家亨利·庞加莱推断，光速有可能是一个无法打破的无限大。约在刚好，其他研究人员也在思维物体的大小和质量随速度变化的可能性。

科技快报科技资讯爱因斯坦在1905年明确提出了狭义相对论，网卓新闻网，将所有这些观点综合在一起。狭义相对论假设光速是一个常数，要做这一点，空间和时间必需融合成一个单一的框架，确保所有观察者看见的光速是完全相同的。科技快报科技资讯一个搭乘超高速火箭的人，与一个以快得多的速度旅行的人比起，其仔细观察到的时间流动将更快，物体的长度更加较短。这是因为空间和时间是比较的，都各不相同观察者的速度。

因此，光速是比这两者更加基本的概念。科技快报科技资讯时空是单一结构的结论不是爱因斯坦自己得出结论的。这个点子来自德国数学家赫尔曼·闵可夫斯基，他在1908年的一次学术会议上说道：“从今以后，单是空间或是时间，都预见要岩浆进阴影之中，只有二者的融合才能维系一个独立国家的现实。

”科技快报科技资讯他所叙述的时空依然被称作闵可夫斯基时空，是相对论和量子场论的计算出来背景。天体物理学家和科学作家伊桑·西格尔回应，在量子场论中，亚原子粒子的动力学被叙述为场。科技快报科技资讯时空是如何运作的？科技快报科技资讯如今，当人们谈论时空时，他们一般来说把它叙述光学一张橡皮膜。

这也来自于爱因斯坦，他在发展广义相对论的过程中认识到，引力的产生是由于时空结构中的倾斜。极大的物体——如地球、太阳等——都会在时空中导致变形。这些倾斜反过来又容许了宇宙中所有物体运动的方式，因为物体必需沿着倾斜的曲率运动。

引力引发的运动实质上是沿着倾斜的时空在运动。科技快报科技资讯2011年，美国国家航空航天局（NASA）的引力探测器B（Gravity Probe B，全称GP-B）任务测量了地球周围时空漩涡的形状，找到其与爱因斯坦的预测十分相符。但对大多数人来说，时空结构的倾斜依然无法解读。

虽然我们可以把时空比作一张橡皮膜，但这种转换最后还是站不住脚。橡皮膜是二维的，而时空是四维的。这张膜不仅要代表空间上的变形，也要代表时间上的变形。

对物理学家来说，用来说明这一切的简单方程组也很棘手。科技快报科技资讯“爱因斯坦生产了一台可爱的机器，但他没给我们留给用户手册，”天体物理学家保罗·萨特（Paul Sutter）写到，“为了让大家需要解读，广义相对论早已显得十分复杂，以至于当有人找到方程的解时，他们就不会以自己名字为其命名，并凭借自己的能力沦为半传奇人物。

”科技快报科技资讯科学家还不告诉的科技快报科技资讯尽管相对论十分复杂，但它依然是说明我们未知物理现象的最佳理论。不过，科学家也告诉目前的模型仍是不原始的，因为相对论依然没几乎与量子力学互为统一。

量子力学十分准确地说明了亚原子粒子的属性，但并没包括万有引力。科技快报科技资讯量子力学基于这样一个事实：构成宇宙的微小粒子是线性的，或者说量子化的。因此光子（构成光的粒子）就像小块的光，以有所不同的方式经常出现。

科技快报科技资讯一些理论物理学家推断，也许时空本身也以这些量子化的块体形式不存在，这将有助架起相对论和量子力学之间的桥梁。欧洲空间局（ESA）的研究人员建议正式成立“用作时空量子探寻的伽马射线天文学国际实验室”，这项任务将绕着地球飞行中，对很远宇宙的伽马射线暴展开超强精确测量，从而更进一步说明了时空的性质。这样的任务最少要15年以后才不会升空，但如果发射成功，它很有可能将协助科学家解决问题物理学中仅次于的谜团。

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