时间是什么?物理学如何解释时间的存在?

相对论中,时间是宇宙的维度之一,宇宙的所有物体都在随着时间的前进而产生运动和变化,如果时间停止,宇宙的一切都会陷入静止。

时间是宇宙中的基本法则之一,在爱因斯坦的相对论中,我们生活的宇宙被定义为“四维时空”——三维空间 一维时间。

时间在相对论中,就是特殊的维度,事物的三维状态、运动规律、所处位置,随着时间不断变化,时间就是宇宙前进的“法则”,推动着宇宙的发展。

时间——决定着物体的状态:

我们经常在很多科幻电影中看到关于时间暂停的猜想,主人公利用时间暂停,可以停止周围事物的动作,从而躲避即将到来的灾难。

但是这种时间暂停并不科学,时间作为宇宙的维度之一,是推动宇宙发展的动力,如果时间真的暂停,那么整个宇宙都会停止运动。不仅仅是生命或者物体,就算是气体、分子、原子都会同时停止。

宇宙中的时间,对应着物体的空间状态,因此时间停止,也就意味着所有事物停止运转。

爱因斯坦的相对论认为,时间在宇宙中只能永远向前,不可能出现时光倒流。

虽然相对论的公式展示了高速运动时,相对时间的流逝会变慢,但是速度如果超越光速,公式也就会失去意义,因此时光倒流在目前的物理学理论中是完全不可能实现的事情。

而且根据四维时空的理论,时间对应着物体的空间状态,这意味着过去的事情是无法改变的,生命最多只能看到历史,但无法改变历史。

时间——未来的时间已经确定了吗?

由于时间维度对应空间维度,每一个时间点对应着宇宙所有物体的空间状态,既然历史无法改变,时间维度会不会定义未来呢?

从目前的理论来看,时间维度确实有可能定义了未来。就像我们计算车辆行驶2小时后到达的目的地,这就是利用时间维度搭配数学公式,预测车辆的未来。

如果在现实生活中,数学公式可以考虑到所有变量,就可以利用时间维度预测未来。但这几乎是不可能的事情,因为现实生活的变量非常多,无法完全预测,也无法利用数学公式表达。

时间作为四维时空的要素,如果可以将时间维度写入物理公式,就可以利用时间维度得到物体过去所处的状态,预测未来可能形成的空间状态,这就是物理学家所追求的“大一统理论”。

大一统理论被认为是物理学的终极理论,能够解释宇宙中的一切物理现象。大一统理论没有宏观和微观的局限,也没有低速运动和高速运动的局限,从而可以将一切物理现象纳入公式。

目前最有希望成为大一统理论的是“弦理论”,该理论是量子力学的分支之一。弦理论认为形成物质的最小单位是“弦”,所有不同的粒子都是“弦”的多维度振动。

总结:

在相对论中,时间是宇宙的维度之一,宇宙的所有物体都在随着时间的前进而产生运动和变化,如果时间停止,宇宙的一切都会陷入静止。

然而物理学是一个不断发展,纠错的过程,时间作为宇宙的终极难题,或许可以在未来的理论中得到全新的解释!

作者:新初科学

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