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三体经典语录光锥之内

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三体经典语录光锥之内



  光锥,物理学名词。指从一个事件散开的光在四维的时空里形成了一个三维的圆锥,称为这个事件的将来光锥。按照相对论,宇宙中最快的速度是光速,如果在宇宙中发生了事件,它将以最快为光速的速度来进行传播,而宇宙是近乎无尽广大的,如果按光速传播的话,如果我们能看到的光锥不够远,那么我们或许要与许许多多重要的信息擦肩而过。  用现实的事情类比一个例子,比如人的视力大约能看1公里远,如果有一颗导弹向一个人飞来,当那个人看到的时候,他已经没有足够的反应时间来逃出爆炸范围。所以类比来说光锥就是人的视力,而当事件(导弹接近)已经进入光锥的时候,人已经没有能力逃脱,所以这是所谓的命运。    也就是说,光锥之外的事情是不可知的,是不可被预知,是混沌的。而光锥之内的事情是已知的,是已经发生的,虽然事件可能尚未对我们产生影响,但却已经发生,也就是命运。三体中,智子通过互相之间的感应能在光锥之外看到光锥内发生的事物,所以说智子改变了命运。

三体经典语句光锥之内



当我们将石头扔进水中时,水面上会荡起一圈圈的波纹。如果我们用物理学的语言来描述这一事件,我们可以将石头撞击水体看作一个事件,而水面上产生的波纹则是这一事件产生的影响,且这一事件的影响范围随着时间的增加而变大。

这个小小的实验可以近似看作是发生在二维平面,波纹以圆形在水面上展开,若我们为其加上一个纵向的时间轴,扩大的水圈与时间就能画出一个圆锥,顶点是石头击中到水面的地方和时间。类似地,从一个事件出发的光在四维的空间时间里形成了一个三维的圆锥,这个圆锥称为事件的过去光锥。

它的宇宙学意义就是当我们遥望夜空的时候,我们并没有看到目前状态的宇宙,天空所显示的图像不同于一幅瞬时拍摄的快照因为光从遥远的地方到达我们这里要花一定的时间,我们在天空中所见到的任何一个天体都是它在发光瞬间的像。望远镜好比是“望时镜”。天体离得越远,我们今天见到的像在时间上就倒退得越早。实际上我们所见的宇宙是一个穿越时空回溯的像。

同样道理,一个事件将产生一个未来光锥,事件以光速向我们逼近,它的物理影响在到达前是完全无法预测的,因为我们没有发现事件发生,我们此刻还在这个事件的未来光锥之外。例如,假定太阳现在停止发光,这个事件不会对此刻的地球发生影响,我们只能在八分钟后,当地球位于太阳停止发光这一事件的未来光锥之内才受到绝对过去发生的这一事件的影响。

从宇宙的起源和发展来看,宇宙从奇点开始,从奇点发射出光锥,宇宙所有可能发生的事件都被包括在这个光形成的圆锥中,时间轴是圆锥的中心轴,

即是圆锥的高。随着时间的推移,光锥底面越来越大,也就是宇宙发展方向的可能性越来越多。但这一切都是对于奇点(时间零点,宇宙的开端)来说的。对于奇点后的任意时刻的宇宙,其未来发展方向则是以该点向后(沿时间轴方向)发射出的子光锥。任意子光锥都被包括在从奇点发射出的光锥中。根据这个模型,不同的宇宙可能会有相同的未来,因为如果时间无限,同一时刻的任意两个子光锥(在同一时刻处于光锥底面的不同两点)一定会有重合的部分,且这两个不同的宇宙差异越小,重合部分(即有大致相同的未来的可能性)越大,发展成一致的未来所需要的时间越短。

光锥之内,即是命运。

很久以前答过的答案,最近得到了很多赞,以这个答案的水平能拿赞还是很惶恐的,希望行家不要见笑,并积极指出错误...————————出自刘慈欣的系列小说《三体》第二部《黑暗森林》:“光的传播沿时间轴呈锥状,物理学家们称为光锥,光锥之外的人不可能了解光锥内部发生的事件。想想现在,谁知道宇宙中有多少重大事件的信息正在以光速向我们飞来,有些可能已经飞了上亿年,但我们仍在这些事件的光锥之外。” “光锥之内就是命运。” 林格略一思考,赞赏地冲斐兹罗连连点头,“将军,这个比喻很好!” “可是智子就能在光锥之外看到锥内发生的事。” “所以智子改变了命运。”斐兹罗感慨地说。先来理解光锥,在一个二维坐标系内,假定原点O是一个光源,x轴表示观察者到光源的距离,y轴则表示从光源点亮开始后经历的时间。而我们知道,光的传播速度是有限的,如果你离得比较远(x坐标比较大),那么在比较短的时刻上(y坐标值比较小),你是看不到光源发出的光的:从图中可以看到,随着时间的前进,光线的传播范围(两条红线之间的区域)越来越大;在A点,物体m的时间坐标为1秒左右,距离坐标为50万公里左右,很显然这一刻光线传播不到m所在的位置;直到时间前进到B点,因为m的距离坐标没有变,也就是说它没有动,仍然离光源50万公里,但时间已经过去了2秒多,我们看到B已经进入到了光锥内部,表示B已经能看到光源啦~而两线的交点就是光源到达物体m的那一刻注:上图为闵氏几何空间,即两点之间直线最长,并且相对原点O所在惯性系来讲,物体在平面上任意两点间通过不同路径所经历的时间是一样的,但物体自身经历的时间随路径长度而变化这就是光锥的概念,因为看起来是一个倒立的锥状。PS:这图描述的是平坦的空间,如果是在大质量天体附近,第一象限的红线会被扭曲得更靠近y轴,如果是在黑洞视界内部,这条线干脆也跑到第二象限去了,也就表现为光线无法逃出被黑洞扭曲的时空,它在光锥之内的所有路径都是通向黑洞内部的~而我们又知道,任何有效的信息都不能超光速传播,也就是说,如果一件事连它发出的光都还没有被我知晓,那么我就没有任何其它的途径来获知这件事,这件事也没有任何方式能够影响到我,那么我们就可以认为:它根本没有发生!而光锥之内就是命运,是说如果你处于一件事的光锥之内,就可以肯定这件事已经在一段时间(不管是几纳秒还是几千年)之前发生了,你看到的只是它过去的影像,你只能接受它的发生,这是命运的安排,因为——在我们这个三维空间+一维时间的世界里,上图中在第一象限内,不可能出现某物体沿时间轴逆行的情况,说白了,物体的时间不能倒流,甚至连停止都不可能(即上图中出现平行于x轴的时间线)。结合《三体》这部小说来讲,在恒星际尺度的空间上,我们只能接受已经发生的事,发现三体舰队达到光速的时间与它们真正达到光速的时刻相差4年,发现187J3X1被摧毁的时刻也在它真正被摧毁那一刻的50年之后...光锥之外的事你无力掌控,甚至无力发现,你只有接收光锥之内传进来的信息,怎么应对是你的事,但传进来什么都是命运的安排....

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