首页 > 时间简史 > 第7章 空间和时间(2)

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对于给定的事件P,人们能够将宇宙中的其他事件分红三类。处置务P解缆由一个粒子或者波以即是或小于光速的速率行进能达到的那些事件称为属于P的将来。它们处于处置务P发射的收缩的光球面以内或之上。如许,因为没有任何东西比光行进得更快,以是在P所产生的东西只能影响在P的将来中的事件。

1915年之前,空间和时候被以为是事件在此中产生的牢固舞台,而它们不受在此中产生的事件的影响。即便在狭义相对论中,这也是对的。物体活动,力吸引并架空,但时候和空间则完整不受影响地延长着。空间和时候很天然地被以为无穷地向前延长。

现在我们恰是用这类体例来精确地测量间隔,因为我们能够把时候比长度测量得更加精确。实际上,米是被定义为光在以铯原子钟测量的0.000000003335640952秒熟行进的间隔(取这个特别数字的启事是,因为它对应于汗青上的米的定义――遵循保存在巴黎的特定铂棒上的两个刻度之间的间隔)。一样地,我们能够用叫做光秒的更便利的新长度单位,这就是简朴地定义为光在1秒中行进的间隔。现在,我们在相对论中遵循时候和光速来定义间隔,从而自但是然地,每个察看者都测量出光具有一样的速率(遵循定义为每0.000000003335640952秒之一米)。

正如我们已经看到的,麦克斯韦方程预言,不管光源的速率如何,光速应当是一样的,这已被紧密的测量证明。由此推出,如果有一个光脉冲从一特定的空间点在一特定时候收回,在时候的过程中,它就会作为一个光球面发散开来,而光球面的形状和大小与源的速率无关。在一百万分之一秒后,光就散开成一个半径为300米的球面;一百万分之二秒后,半径变成600米,等等。这正如同将一块石头扔到水池里,水大要的波纹向四周散开一样,波纹作为一个圆周散开并随时候越变越大。如果人们把不应时候波纹的快照一一堆叠起来,扩大的水波圆周就会画出一个圆锥,其顶点恰是石块击到水面的处所和时候。近似地,从一个事件散开的光在(四维的)时空里构成了一个(三维的)圆锥,这个圆锥称为事件的将来光锥。以一样的体例能够画出另一个称为畴昔光锥的圆锥,它表示统统能够用一个光脉冲传播到该事件的事件调集。

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