首页 > 科学 > 神秘星球

四维空间是什么样子人类进入四维空间,还能够保持完整体态吗?

时间:2026-01-05来源:网络作者:小菜点击数:
简介:#头条创作挑战赛# 目前,处于三维空间的人类是无法想象出四维空间生物眼中的世界,就好比由点线面组成的二维世界的生物,他们同样无法想象我们所处的空间世界。

四维空间,这个从孩童时代就出现在我们课本中的词,直到现在我们依然无法真正的理解它。

就像我们观察二维上的事物一样,是不是也会有四维生物在观察我们? 在这之前,必须先理解四维是

【菜科解读】

#头条创作挑战赛#

目前,处于三维空间的人类是无法想象出四维空间生物眼中的世界,就好比由点线面组成的二维世界的生物,他们同样无法想象我们所处的空间世界。

四维空间,这个从孩童时代就出现在我们课本中的词,直到现在我们依然无法真正的理解它。

就像我们观察二维上的事物一样,是不是也会有四维生物在观察我们?

在这之前,必须先理解四维是什么。

四维空间是什么样子?人类进入四维空间,还能够保持完整体态吗?

三维

四维空间是什么样?

所谓四维空间,从字面意义上很容易理解,那就是在我们现在的三维空间的基础上多了一个维度,虽然四维空间目前仍然是一种猜想,没有被证实存在,但是人们普遍认为四维空间的最后一维是时间维度。

四维空间是什么样子?人类进入四维空间,还能够保持完整体态吗?

四维

作为一个数学概念,四维空间的提出源于19世纪德国数学家黎曼,正是因为这个概念的提出,后人才能够更深入的理解空间的概念。

而真正将第四维认作是空间维度的,是创造了相对论的爱因斯坦。

在爱因斯坦的理论体系中,时间和空间是相互依存的,不能将双方分开来看。

通过爱因斯坦对于四维空间理解,人类才第一次正视了时空相对性的问题,并又因此衍生出了引力子、时空弯曲等物理概念,将四维空间的概念开始向宇宙学领域延伸。

四维空间是什么样子?人类进入四维空间,还能够保持完整体态吗?

四维空间概念的诞生,为科学家们提供了更加广阔的想象空间。

在二十世纪前期,数学家卡鲁扎在广义相对论的基础上,再一次丰富了四维空间的理论体系,他认为在加上时间维度的四维时空的基础上,或许还有其他额外的空间。

四维空间是什么样子?人类进入四维空间,还能够保持完整体态吗?

从卡鲁扎的概念中我们可以得知,那时人类已经开启了研究四维以上——更加多维的空间概念。

另外科学家克莱因也曾提出四维空间弯曲的概念,而且在他的理论中认为,所谓的空间弯曲是微观的,曲率极小,在现实世界中是永远无法观测到的程度。

四维空间是什么样子?人类进入四维空间,还能够保持完整体态吗?

通过一代代科学家对于四维空间的深入研究,人们终于对四维空间有了一个大体的认知,所以可以发现在后世的运用中,这个概念性的数学概念不仅出现在理论物理、高等数学的研究中,甚至已经在科幻小说、电影甚至是游戏中应用,为人类提供更加新鲜刺激的画面和想象空间。

如果人类生活在四维空间会是一番什么景象?

作为三维空间内的主宰,人类无数次都幻想着去四维空间看看光景,虽然从现实出发,目前的人类无法实现这个愿望,但是我们可以幻想一下,如果我们真的去到四维空间内,会看到什么?

四维空间是什么样子?人类进入四维空间,还能够保持完整体态吗?

由于多了时间这一维度,导致在四维空间内,时间变成了一个清晰可见的轴线。

当时间的走向变得清晰明了,人们便可以看到自己的过去和未来。

试想一下到那时,人类是否间接的实现穿越时空的梦想?

四维空间是什么样子?人类进入四维空间,还能够保持完整体态吗?

很多人都想去四维空间看看,但其实真正的四维空间真的不一定是我们这些三维生物能够适应的。

举个简单的例子来说,此时的你或许正在拿着手机看这篇文章,作为一个长方体的手机,你看它的时候最多只能看到三个面,有一个面永远会被其他面遮挡导致你无法看到。

但是四维空间便不同了,由于比三维多了一个维度,所以在那里你可以看到物体的所有面。

四维空间是什么样子?人类进入四维空间,还能够保持完整体态吗?

另外在四维这样一个全新的空间内,事物的移动速度也会变的不同。

在我们的三维空间内物体的移动最多八个方位,但是在四维空间内,因为时空的弯曲,导致事物在移动时很有可能发生在时间轴上,也就是实现时空穿梭。

除此之外,人们必须思考一个问题,那就是一旦进入到四维空间,作为三维生物的我们是否能够保持现在的完整体?毕竟时空都已经弯曲,人类的躯体又怎么可能抵挡呢?

所以曾经有科学家就提到过,如果人类进入四维空间,那么就会从一个完整体转变成粒子态。

而且随着时空的变化,人类的躯体也会随之扭曲来适应空间的变化。

四维空间是什么样子?人类进入四维空间,还能够保持完整体态吗?

而躯体状态的改变只是开始,人的思维方式也会随之发生变化,所以当人类闯入四维空间,就好像闯入了一个非常乱的毛线球中,你需要花费大量的时间去理顺思路,而这个过程是非常痛苦的,甚至可以说是人类所不能够接受的。

另外作为三维空间的生物,人类是否能够和四维生物和平相处,也是一个未知数。

由此可见,遨游四维空间人类所要承受的改变是巨大且不会被轻易接受的。

四维空间是什么样子?人类进入四维空间,还能够保持完整体态吗?

除了四维,最高到几维?

有了四维空间的概念,那么后续的五维、六维甚至是十二维空间的提出也就变的顺理成章了。

为什么人类总是执着于研究多维空间呢?其实这对于人类认识宇宙空间来说至关重要。

四维空间是什么样子?人类进入四维空间,还能够保持完整体态吗?

我们举个最简单的例子,在广袤的宇宙空间内,能够被人类所观察到各种类型的天体仅占5%左右,剩下的宇宙空间被暗能量和暗物质充斥着。

所以研究这些看不到物质才会对宇宙空间有更加清晰的认知。

那么问题来了,由于人类根本无法用肉眼看到这些物质,又谈何研究呢?所以为了解决这个问题,科学家们通过研究多维空间,通过这些不寻常的理论去解释宇宙中的各种现象和规律。

四维空间是什么样子?人类进入四维空间,还能够保持完整体态吗?

一直以来人类都在不断的探索者宇宙的本质,但是随着科技的不断发展,一些奇怪的现象被发现后,人类反而越来越不能够理解宇宙的形成和演化。

所以探索多维空间,也是为了能够帮助人类拓展思维方式,只有打破常规,突破现有的认知,人类才能进一步的推送科技和人类文明的发展,最终达到认识宇宙的目的。

如果你对物理学比较感兴趣,那么一个理论你肯定经常看到,那就是超弦理论。

所谓超弦理论,简单来说就是组成物质的最小单位并不是粒子,而是一条条线状的弦,当一个物体处于不同的振动强度下,会呈现出不同的性质。

四维空间是什么样子?人类进入四维空间,还能够保持完整体态吗?

超弦理论并不是某一位科学家提出来的,可以说它是几代科学家共同探讨出来的话题。

除了在物理学的广泛运用,超弦理论和多维空间也有着极为密切的关系。

因为根据超弦理论的内容,在不同振动强度下物质所呈现的性质不同,所以科学家们必须通过更加多维的空间来对这种现象进行多角度、多层面的解释。

于是十二维的空间改变也就因此诞生了,由于四维空间人类已经不能够理解,所以十二维空间是人类所不能够想象的,目前科学家通过推测已经初步建立了十二维空间的概念,但也仅仅是为了服务于物理、数学等模型,仍处于探索的阶段。

人类对于空间的理解之路,任重而道远。

木星是气态行星,如果把木星上的气体全部吹走,会结果

木星是一颗巨大的气态行星,其质量约为地球的318倍,体积更是高达地球的1300多倍,在太阳系八大行星中,木星是绝对的“老大”,这使得我们人类对这颗巨大的行星格外关注,关于木星的各种稀奇古怪的问题也层出不穷。

比如说有人就提出了这样一个问题:既然木星是气态行星,那如果把木星上的气体全部吹走,会有什么结果呢?下面我们就来讨论一下。

首先要讲的是,所谓的气态行星并不是指全部是由气体构成的行星,而是指不以岩石或者其他类型的固体为主要成分、没有确定的固态表面的行星,也就是说,气态行星也是可以拥有固态核心的。

那么木星到底有没有固态核心呢?其实这个问题的答案也是科学家们很想知道的。

尽管以人类当前的科技水平,暂时还不能直接进入到木星深处去直接探索,但通过探测器在木星附近收集到的数据,我们还是可以间接猜测出木星的内部结构。

如上图所示,在探测器飞越木星的过程中,其发出的无线电信号会因为木星的引力变化而出现细微的多普勒频移,通过大量对照探测器的实际轨道和理论轨道的差异,就可以构建出木星的重力场模型,进而猜测出木星内部的质量分布。

科学家根据“先驱者10号”、“旅行者1号”、“旅行者2号”、“伽利略号”、“朱诺号”等多个探测器传回的数据猜测出,木星很可能存在一个由重元素构成的固态内核,其质量在地球的12倍至45倍之间注:这里的重元素是指比氢和氦更重的元素。

因此科学界普遍认为,木星应该有一个致密的固态核心,其外包裹着大量的氢和氦注:木星主要由氢和氦构成,其中氦占其质量的大约4分之1,其他的绝大部分都是氢。

由于随着深度的增加,木星上的物质会逐渐变得更热、也更致密,因此木星的结构应该是:最外层是气态的氢和氦,当深度增加到一定程度时,氢和氦就以液态存在,而在更深的位置,极端的压强会将氢原子中的电子“挤”出来,使得它们像金属一样可以导电,这种状态的氢也被称为“金属氢”,在此之下就是木星的固态核心大概如下图所示。

据此我们可以得出,木星上层的气体一旦消失,木星上的那些原来处于高压状态下的液态氢、液态氦以及“金属氢”都会因为失压而转变成气体,在这种情况下,如果把木星上的气体全部吹走,其结果就是木星会失去几乎所有的氢和氦,只剩下一个比原来小得多的固态核心。

值得一提的是,虽然我们人类目前并没有能力把像木星这样的气态行星上的气体全部吹走,但宇宙中那些能量巨大的太阳却可以做到。

从理论上来讲,假如一颗气态行星与其主太阳的距离太近,它的气体就会被主太阳不断地剥离,久而久之,这颗气态行星就会只剩下一个固态核心如果它有的话,科学家给这种奇特的天体起了一个奥秘的名字——“冥府行星”Chthonian planet。

有意思的是,我们有可能已经发现了一颗“冥府行星”。

这颗星球被命名为“TOI-849b”,距离地球大约730光年,由“凌星系外行星巡天卫星”TESS于2020发现,其主太阳被命名为“TOI-849”,是一颗与太阳相似的黄矮星。

观测数据表明,“TOI-849b”的体积与我们太阳系中的海王星差不多,但它的质量却大约是海王星的2.3倍,地球的39.1倍,密度约为5.2克/立方厘米,与像地球这样的岩石行星相当。

另一方面来讲,“TOI-849b”距离它的主太阳非常近,以至于其表面温度可以高达1530摄氏度左右,并且大约每18个小时,它就会完成一次公转。

所以我们可以做一个合理的猜测,“TOI-849b”曾经是一颗与木星相似的气态行星,后来因为某种原因迁徙到了距离其主太阳非常近的轨道,在此之后,它的气体就持续地被主太阳“吹”走,最终演化成了一颗“冥府行星”,而这也很可能就是木星上的气体被全部吹走后的结果。

好了,今天我们就先讲到这里,欢迎大家关注我们,我们下次再见。

既然木星是气态行星,那么人类发射的航天器能不能直接穿过木星

行星是天体的一类,是指自身不发光,同时围绕太阳做周期性公转运动的天体,通常可以分为行星、矮行星和小行星。

比如在太阳系内,水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星就是属于行星,而冥王星,则和谷神星、阋神星、鸟神星等一起属于矮行星。

穿越木星在太阳系内,位于火星和木星轨道之间还存在着数以十万计的小行星,我们称为小行星带。

当然,我们人类最为关注的还是八大行星,我们根据八大行星的物理性状可以分为两类,一类是和地球一样具有固体表面,岩石行星,称为类地行星,包括水星、金星和火星。

太阳系示意图另外一类就是和木星一样,是有气体来组成的行星,在太阳系内包括木星、土星、天王星和海王星,这些行星和类地行星来比,通常具有体积和质量更大,但是由于是气体组成,所以往往平均密度较小。

那么,既然木星是气态行星,那么我们人类发射的航天器,包括宇宙探测器,或者将来有可能发射的宇宙飞船,能不能直接穿过木星?太阳系八大行星目前来看,人类发射的航天器很难穿越木星,我们这里假设我们从木星的中心穿过。

虽然木星是一颗气态行星,那只是表明木星的主要组成成分是气体,主要是氢和氦,从木星的结构来看,最外面是包围整个木星的大气层,充满着气体,而且在不停的运动之中,形成气体旋涡,比如著名的“大红斑”。

木星南极洲而在木星大气层之下,随着越往木星内部,压力越来越大,气体被不断压缩,形成了液态金属氢,这需要的压力相当于25万个地球大气压,我们要用什么材料才干承受这种压力呢?如果再往木星内部前进,到了木星的中心,我们猜测虽然木星是一颗气态行星,但是其中心是有一个岩石核心,由硅酸盐和铁来组成。

所以在物体状态下,木星内部的高温、高压,以及岩石内核都不支持航天器穿越它。

木星内部结构木星在行星分类上,是一颗气态行星,但是这里的气态,并不是我们地球上所想象的像我们的大气层一样的气体。

我们知道,就算是地球上的大气层,当天宫一号从宇宙坠落,经过大气层时,也会因为剧烈摩擦而燃烧,更何况是更为稠密的木星大气层,所以,以目前的人类技术,别说穿越木星,连木星大气层这一关都过不了。

木星探测器“朱诺号”人类的认知是有限的,我们只能在现有的条件下进行假设,就像农业社会时期的人类,也无法想象现在的互联网时代。

那么,我们说无法穿越木星,也是基于当前的认知,说不定在将来,人类科技进步,就能实现。

朱诺号发射升空

猜你喜欢

四维空间是什么样子人类进入四维空间,还能够保持完整体态吗?

点击下载文档

格式为doc格式